JP2009226907A - Image forming method and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像形成方法及び画像形成装置に係り、特に、インク及び処理液を用いて記録媒体上に画像を形成する2液凝集方式において、記録媒体のカールやブロッキングを防止する技術に関する。 The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus, and more particularly to a technique for preventing curling and blocking of a recording medium in a two-liquid aggregation method in which an image is formed on a recording medium using ink and a processing liquid.
インクジェット記録方式は、インクジェットヘッドに形成される複数のノズルからインク液滴を記録媒体に向かって吐出することにより記録を行う方式であり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、高解像、高品質な画像記録が可能である。インクの吐出方式には、圧電素子の変位を利用した圧電方式や、発熱素子で生じる熱エネルギーを利用したサーマル方式などがある。 The ink jet recording method is a method of recording by discharging ink droplets from a plurality of nozzles formed on an ink jet head toward a recording medium. The noise during the recording operation is low, the running cost is low, and the high resolution is achieved. Images and high-quality image recording are possible. Ink ejection methods include a piezoelectric method using displacement of a piezoelectric element and a thermal method using thermal energy generated by a heating element.
インクジェット記録方式において、記録媒体上で隣接するインク液滴(インクドット)同士が重なるように連続して打滴が行われると、これらのインク液滴同士がその表面張力によって合一し、所望のドットが形成できなくなるブリード(着弾干渉)の問題がある。同一色のドット同士の場合は、ドット形状が崩れてしまい、異なる色間のドット同士の場合は、更に混色の問題も加えて発生する。特に、ラインヘッドを用いてシングルパス方式で記録が行われる場合には、隣接するインク液滴間の着弾時間差が短いため、着弾干渉が発生しやすく、先鋭な画像を形成することが難しい。 In the ink jet recording method, when ink droplets are continuously ejected so that adjacent ink droplets (ink dots) overlap on the recording medium, these ink droplets are united by the surface tension, and the desired ink droplets are combined. There is a problem of bleeding (landing interference) in which dots cannot be formed. In the case of dots of the same color, the dot shape collapses, and in the case of dots between different colors, a problem of color mixing also occurs. In particular, when recording is performed by a single pass method using a line head, the landing time difference between adjacent ink droplets is short, so that landing interference is likely to occur and it is difficult to form a sharp image.
これに対し、いわゆる処理液をインクに先立って記録媒体上に付与し、インクと反応させることで高画質化を図る技術が一般的に知られている。着色剤として顔料粒子を用いる場合、処理液は顔料粒子のクーロン反発力を中和して粒子を凝集させてインク液を増粘させる機能をもつ。これにより、打滴ドット間の干渉が抑えられ、濃度ムラなく先鋭な画像を記録することができる。 On the other hand, a technique for improving the image quality by applying a so-called treatment liquid on a recording medium prior to ink and reacting with the ink is generally known. When pigment particles are used as the colorant, the treatment liquid has a function of neutralizing the Coulomb repulsive force of the pigment particles and aggregating the particles to thicken the ink liquid. Thereby, interference between droplet ejection dots is suppressed, and a sharp image can be recorded without density unevenness.
また、このような高速印刷方式においては描画されたインクの乾燥が必要であり、その乾燥が不十分だと、記録媒体の排出時にインク移りやブロッキング(用紙の貼り付き)が発生して問題となる。また、特に水系インクを用いる場合は、乾燥不足によって用紙にカールが発生することも大きな問題である。これに対し、インクを記録媒体に付与した後に加熱乾燥を行うことで、これらの問題を解消する技術が知られている(例えば、特許文献1、2参照)
しかしながら、オフセット印刷などで用いられるいわゆる印刷用コート紙は用紙表面が疎水的であるため溶媒の浸透が遅い。このような基材に対して、処理液を付与してからインク液滴を打滴して、インクの加熱乾燥を行った場合、加熱乾燥を十分に行ってもインク表面にべたつきが発生し、ブロッキングが生じてしまうことが判明した。 However, so-called coated paper for printing used in offset printing or the like has a slow paper penetration because the paper surface is hydrophobic. When a treatment liquid is applied to such a substrate and then ink droplets are ejected and the ink is heated and dried, stickiness occurs on the ink surface even if the drying is performed sufficiently. It was found that blocking would occur.
一般に、水を主成分とする水性インクを用いたインクジェット記録方式においては、乾燥によるノズルの目詰まりを防止するため、少なくとも10〜30質量%程度の高沸点溶媒を添加することが必要である。これらの湿潤剤は、水溶液の状態では比較的低粘度であるが、水分が蒸発して高濃度化すると粘度が上昇し、用紙への浸透性が低下する。このため、インク層に残存してべたつきの原因となる。 In general, in an ink jet recording system using water-based ink containing water as a main component, it is necessary to add at least about 10 to 30% by mass of a high boiling point solvent in order to prevent clogging of nozzles due to drying. These wetting agents have a relatively low viscosity in the state of an aqueous solution, but when moisture is evaporated to increase the concentration, the viscosity increases and the permeability to paper decreases. For this reason, it remains in the ink layer and causes stickiness.
インク打滴から乾燥までの時間を遅らせることで、高沸点溶媒を水溶液の状態で用紙に浸透させることが可能だが、印刷の生産性が低下し、且つ、乾燥が遅れることでカールが悪化するため、好ましくない。 By delaying the time from ink ejection to drying, it is possible to allow the high-boiling point solvent to penetrate into the paper in the form of an aqueous solution, but the printing productivity decreases and the curling deteriorates due to the delay in drying. It is not preferable.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、インク及び処理液を用いた2液凝集方式において、記録媒体のブロッキングやカールを防止し、高品質な画像形成を可能とする画像形成方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a two-liquid aggregation method using ink and processing liquid, an image forming method capable of preventing a recording medium from blocking or curling and enabling high-quality image formation. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
前記目的を達成するために、本発明に係る画像形成方法は、色材を含有するインクと、前記色材を凝集させる成分を含有する処理液とを用いて、記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、前記記録媒体上に前記処理液を付与する処理液付与工程と、前記処理液が付与された前記記録媒体上に前記インクを打滴するインク打滴工程と、前記インク打滴工程によって前記記録媒体上に形成されたインク層を加熱乾燥するインク乾燥工程と、前記インク乾燥工程が行われた後、前記記録媒体上に残存する残留溶媒に溶媒除去手段を接触させて当該残留溶媒を除去する溶媒除去工程と、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming method according to the present invention forms an image on a recording medium using an ink containing a color material and a treatment liquid containing a component for aggregating the color material. An image forming method comprising: a treatment liquid application step for applying the treatment liquid onto the recording medium; an ink ejection step for ejecting the ink onto the recording medium provided with the treatment liquid; and the ink An ink drying step for heating and drying the ink layer formed on the recording medium by the droplet ejection step, and after the ink drying step, a solvent removing means is brought into contact with the residual solvent remaining on the recording medium. And a solvent removal step of removing the residual solvent.
本発明によれば、記録媒体上に形成されたインク層を加熱乾燥して、当該インク層に含まれる溶媒成分(主に水分)を蒸発させるだけでなく、更に、記録媒体上に残存する残留溶媒に溶媒除去手段を接触させて当該残留溶媒(特に高沸点溶媒)を除去することにより、記録媒体のカールやブロッキングを防止することができ、高品質な画像形成が可能となる。 According to the present invention, not only is the ink layer formed on the recording medium dried by heating to evaporate the solvent component (mainly moisture) contained in the ink layer, but also the residual remaining on the recording medium. By removing the residual solvent (particularly a high boiling point solvent) by bringing the solvent removal means into contact with the solvent, curling and blocking of the recording medium can be prevented, and high-quality image formation is possible.
本発明において、前記記録媒体上に前記インクが打滴されてから前記インク層の加熱乾燥が行われるまでの時間は10秒以内(好ましくは1秒以内)であることが好ましい。記録媒体に浸透する水分量を抑え、記録媒体のカールを確実に防止することができる。 In the present invention, it is preferable that the time from when the ink is deposited on the recording medium to when the ink layer is heated and dried is within 10 seconds (preferably within 1 second). The amount of moisture penetrating the recording medium can be suppressed, and the curling of the recording medium can be surely prevented.
本発明において、前記溶媒除去工程は、前記溶媒除去手段による溶媒除去後の前記インク層の溶媒含有率が50%以下となるように行うことが好ましい。記録媒体上のインク層に含まれる高沸点溶媒の量を低減することにより、インク層のべたつきを低減することができ、記録媒体のブロッキングを確実に防止することができる。 In the present invention, the solvent removal step is preferably performed such that the solvent content of the ink layer after the solvent removal by the solvent removal means is 50% or less. By reducing the amount of the high boiling point solvent contained in the ink layer on the recording medium, stickiness of the ink layer can be reduced, and blocking of the recording medium can be surely prevented.
本明細書において、「インク層の溶媒含有率」とは、インク層の固形分重量に対する溶媒分重量の比をいう。 In the present specification, the “solvent content of the ink layer” refers to the ratio of the solvent weight to the solid weight of the ink layer.
本発明において、前記記録媒体上に付与された処理液を加熱乾燥する処理液乾燥工程を更に含むことが好ましい。記録媒体に浸透する水分の量を低減することができ、記録媒体のカール防止効果を高めることができる。 In the present invention, it is preferable to further include a treatment liquid drying step in which the treatment liquid applied on the recording medium is heated and dried. The amount of moisture penetrating the recording medium can be reduced, and the curling prevention effect of the recording medium can be enhanced.
本発明において、前記溶媒除去工程が行われた後、前記記録媒体上の前記インク層を加熱加圧して定着させる定着工程を更に含むことが好ましい。画像の耐擦性が向上する。 In the present invention, it is preferable that the method further includes a fixing step of fixing the ink layer on the recording medium by applying heat and pressure after the solvent removing step. The abrasion resistance of the image is improved.
本発明で用いられる記録媒体は特に限定されるものではないが、インク溶媒の浸透が遅い印刷用コート紙に対して、特に好ましい結果を得ることができる。即ち、印刷用コート紙(緩浸透媒体)上のインク層を加熱乾燥して水分を蒸発させるだけでは、高沸点溶媒の粘度上昇によって記録媒体上に残存してインク層にべたつきが生じやすくなる一方で、インク層を加熱乾燥しないと、記録媒体に水分が浸透してカールが発生しやくなる。これに対して、本発明によれば、記録媒体上のインク層の溶媒成分(主に水分)を加熱によって蒸発させ、更に記録媒体上から高沸点溶媒を除去しているので、記録媒体のカール及びブロッキングを確実に防止することができる。 The recording medium used in the present invention is not particularly limited, but a particularly preferable result can be obtained for a coated paper for printing in which the penetration of the ink solvent is slow. That is, if the ink layer on the coated paper for printing (slowly osmotic medium) is only heated and dried to evaporate the water, the ink layer remains on the recording medium due to an increase in the viscosity of the high boiling point solvent, and the ink layer tends to become sticky. If the ink layer is not heated and dried, moisture permeates the recording medium and curling is likely to occur. On the other hand, according to the present invention, the solvent component (mainly moisture) of the ink layer on the recording medium is evaporated by heating and the high boiling point solvent is removed from the recording medium. And blocking can be prevented reliably.
また、前記目的を達成するために、装置発明を提供する。即ち、本発明に係る画像形成装置は、色材を含有するインクと、前記色材を凝集させる成分を含有する処理液とを用いて、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、前記記録媒体上に前記処理液を付与する処理液付与手段と、前記処理液が付与された前記記録媒体上に前記インクを打滴するインク打滴手段と、前記インク打滴手段によって前記記録媒体上に形成されたインク層を加熱乾燥するインク乾燥手段と、前記インク乾燥手段による前記インク層の加熱乾燥が行われた後、前記記録媒体上に残存する残留溶媒に接触して当該残留溶媒を除去する溶媒除去手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an apparatus invention is provided. That is, the image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that forms an image on a recording medium using an ink containing a color material and a treatment liquid containing a component that aggregates the color material. The processing liquid applying means for applying the processing liquid onto the recording medium, the ink droplet ejecting means for ejecting the ink onto the recording medium to which the processing liquid is applied, and the recording by the ink droplet ejecting means. An ink drying unit that heat-drys the ink layer formed on the medium, and the residual solvent that comes into contact with the residual solvent remaining on the recording medium after the ink layer is heated and dried by the ink drying unit. And a solvent removing means for removing the solvent.
本発明によれば、記録媒体上に形成されたインク層を加熱乾燥して、当該インク層に含まれる溶媒成分(主に水分)を蒸発させるだけでなく、更に、記録媒体上に残存する残留溶媒に溶媒除去手段を接触させて当該残留溶媒(特に高沸点溶媒)を除去することにより、記録媒体のカールやブロッキングを防止することができ、高品質な画像形成が可能となる。 According to the present invention, not only is the ink layer formed on the recording medium dried by heating to evaporate the solvent component (mainly moisture) contained in the ink layer, but also the residual remaining on the recording medium. By removing the residual solvent (particularly a high boiling point solvent) by bringing the solvent removal means into contact with the solvent, curling and blocking of the recording medium can be prevented, and high-quality image formation is possible.
本発明によれば、記録媒体上に形成されたインク層を加熱乾燥して、当該インク層に含まれる溶媒成分(主に水分)を蒸発させるだけでなく、更に、記録媒体上に残存する残留溶媒に溶媒除去手段を接触させて当該残留溶媒(特に高沸点溶媒)を除去することにより、記録媒体のカールやブロッキングを防止することができ、高品質な画像形成が可能となる。 According to the present invention, not only is the ink layer formed on the recording medium dried by heating to evaporate the solvent component (mainly moisture) contained in the ink layer, but also the residual remaining on the recording medium. By removing the residual solvent (particularly a high boiling point solvent) by bringing the solvent removal means into contact with the solvent, curling and blocking of the recording medium can be prevented, and high-quality image formation is possible.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明で用いられるインク及び処理液について説明する。 First, the ink and the treatment liquid used in the present invention will be described.
〔インク〕
本発明で用いられるインクは、溶媒不溶性材料として、色材(着色剤)である顔料やポリマー微粒子などを含有する水性顔料インクが用いられる。
〔ink〕
The ink used in the present invention is a water-based pigment ink containing a pigment that is a coloring material (coloring agent) or polymer fine particles as a solvent-insoluble material.
溶媒不溶性材料の濃度は、吐出に適切な粘度20mPa・s以下を考慮して1wt%以上20wt%以下であることが好ましい。より好ましくは画像の光学濃度を得るために4wt%以上の顔料濃度である。
インクの表面張力は、吐出安定性を考慮して20mN/m以上40mN/mであることが好ましい。
The concentration of the solvent-insoluble material is preferably 1 wt% or more and 20 wt% or less considering a viscosity of 20 mPa · s or less suitable for ejection. More preferably, the pigment concentration is 4 wt% or more in order to obtain the optical density of the image.
The surface tension of the ink is preferably 20 mN / m or more and 40 mN / m in consideration of ejection stability.
インクに使用される色材は、顔料あるいは染料と顔料とを混合して用いることができる。処理液との接触時における凝集性の観点から、インク中で分散状態にある顔料の方がより効果的に凝集するため好ましい。顔料の中でも、分散剤により分散されている顔料、自己分散顔料、樹脂により顔料表面を被覆された顔料(マイクロカプセル顔料)、及び高分子グラフト顔料が特に好ましい。また、顔料凝集性の観点から、解離度の小さいカルボキシル基によって修飾されている形態がより好ましい。 The color material used in the ink can be a pigment or a mixture of a dye and a pigment. From the viewpoint of aggregability at the time of contact with the treatment liquid, a pigment in a dispersed state in the ink is preferable because it aggregates more effectively. Among the pigments, a pigment dispersed by a dispersant, a self-dispersing pigment, a pigment whose surface is coated with a resin (microcapsule pigment), and a polymer graft pigment are particularly preferable. From the viewpoint of pigment aggregation, a form modified with a carboxyl group having a low dissociation degree is more preferable.
マイクロカプセル顔料の樹脂は、限定されるものではないが、水に対して自己分散能又は溶解能を有し、かつアニオン性基(酸性)を有する高分子の化合物であるのが好ましい。この樹脂は、通常、数平均分子量が1,000〜100,000範囲程度のものが好ましく、3、000〜50、000範囲程度のものが特に好ましい。また、この樹脂は有機溶剤に溶解して溶液となるものが好ましい。樹脂の数平均分子量がこの範囲であることにより、顔料における被覆膜として、又はインク組成物における塗膜としての機能を十分に発揮することができる。 The resin of the microcapsule pigment is not limited, but is preferably a high molecular compound having a self-dispersibility or solubility in water and an anionic group (acidic). This resin usually has a number average molecular weight of about 1,000 to 100,000, and particularly preferably about 3,000 to 50,000. Further, it is preferable that this resin is dissolved in an organic solvent to form a solution. When the number average molecular weight of the resin is within this range, the function as a coating film in the pigment or as a coating film in the ink composition can be sufficiently exhibited.
前記樹脂は、自己分散能あるいは溶解するものであっても、又はその機能が何らかの手段によって付加されたものであってもよい。例えば、有機アミンやアルカリ金属を用いて中和することにより、カルボキシル基、スルホン酸基、またはホスホン酸基等のアニオン性基を導入されてなる樹脂であってもよい。また、同種または異種の一又は二以上のアニオン性基が導入された樹脂であってもよい。本発明にあっては、塩基をもって中和されて、カルボキシル基が導入された樹脂が好ましくは用いられる。 The resin may be self-dispersible or soluble, or may have a function added by some means. For example, it may be a resin in which an anionic group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphonic acid group is introduced by neutralization with an organic amine or an alkali metal. Further, it may be a resin into which one or two or more anionic groups of the same type or different types are introduced. In the present invention, a resin in which a carboxyl group is introduced by neutralization with a base is preferably used.
本発明に用いる顔料としては、特に限定はされないが、具体例としては、オレンジまたはイエロー用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185等が挙げられる。レッドまたはマゼンタ用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
Although it does not specifically limit as a pigment used for this invention, As a specific example, as a pigment for orange or yellow, C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 151, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. And CI Pigment Yellow 185. Examples of red or magenta pigments include C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I.
グリーンまたはシアン用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
Examples of the pigment for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. And
また、ブラック用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられる。 Examples of black pigments include C.I. I. Pigment black 1, C.I. I. Pigment black 6, C.I. I. Pigment black 7 and the like.
本発明に係る着色インク液には、処理液と反応する成分として、着色剤を含まないポリマー微粒子を添加することが好ましい。ポリマー微粒子は、処理液との反応によりインクの増粘作用、凝集作用を強め、画像品位の向上させることができる。特に、アニオン性のポリマー微粒子をインクに含有せしめることにより、安全性の高いインクが得られる。 In the colored ink liquid according to the present invention, it is preferable to add polymer fine particles not containing a colorant as a component that reacts with the treatment liquid. The polymer fine particles can enhance the thickening action and aggregation action of the ink by reaction with the treatment liquid, and can improve the image quality. In particular, a highly safe ink can be obtained by incorporating anionic polymer fine particles into the ink.
処理液と反応して、増粘・凝集作用を起こすポリマー微粒子をインクに用いることにより、画像の品位を高めることができると同時に、ポリマー微粒子の種類によっては、ポリマー微粒子が記録媒体で皮膜を形成し、画像の耐擦性、耐水性をも向上させる効果を有する。 By using polymer fine particles that react with the treatment liquid and cause thickening and aggregating action in the ink, the quality of the image can be improved. At the same time, depending on the type of polymer fine particles, the polymer fine particles form a film on the recording medium. It also has the effect of improving the scratch resistance and water resistance of the image.
ポリマーインクでの分散方法はエマルジョンに限定するものではなく、溶解していても、コロイダルディスパージョン状態で存在していてもよい。 The dispersion method in the polymer ink is not limited to emulsion, and it may be dissolved or exist in a colloidal dispersion state.
ポリマー微粒子は、乳化剤を用いてポリマー微粒子を分散させたものであっても、また、乳化剤を用いないで分散させたものであってもよい。乳化剤としては、通常、低分子量の界面活性剤が用いられているが、高分子量の界面活性剤を乳化剤として用いることもできる。外殻がアクリル酸、メタクリル酸などにより構成されたカプセル型のポリマー微粒子(粒子の中心部と外縁部で組成を異にしたコア・シェルタイプのポリマー微粒子)を用いることも好ましい。 The polymer fine particles may be obtained by dispersing the polymer fine particles using an emulsifier, or may be dispersed without using an emulsifier. As the emulsifier, a low molecular weight surfactant is usually used, but a high molecular weight surfactant can also be used as an emulsifier. It is also preferable to use capsule type polymer fine particles (core / shell type polymer fine particles having different compositions at the center and outer edge of the particle) whose outer shell is made of acrylic acid, methacrylic acid or the like.
分散手法として、低分子量の界面活性剤を用いていないポリマー微粒子は、高分子量の界面活性剤を用いたポリマー微粒子、乳化剤を使用しないポリマー微粒子を含めてソープフリーラテックスと呼ばれている。例えば上記に記述した、スルホン酸基、カルボン酸基等の水に可溶な基を有するポリマー(可溶化基がグラフト結合しているポリマー、可溶化基を持つ単量体と不溶性の部分を持つ単量体とから得られるブロックポリマー)を乳化剤として用いたポリマー微粒子もこれに含まれる。 As a dispersion method, polymer fine particles not using a low molecular weight surfactant are called soap-free latex, including polymer fine particles using a high molecular weight surfactant and polymer fine particles not using an emulsifier. For example, a polymer having a water-soluble group such as a sulfonic acid group or a carboxylic acid group described above (a polymer in which a solubilizing group is graft-bonded, a monomer having a solubilizing group, and an insoluble portion) Polymer fine particles using a block polymer obtained from a monomer as an emulsifier are also included.
本発明では、特にこのソープフリーラテックスを用いることが好ましく、ソープフリーラテックスは従来の乳化剤を用いて重合したポリマー微粒子にくらべ、乳化剤がポリマー微粒子の反応凝集や造膜を阻害したり、遊離した乳化剤がポリマー微粒子の造膜後に表面に移動し、顔料とポリマー微粒子の混合した凝集体と記録媒体との接着性を低下させる懸念がない。 In the present invention, it is particularly preferable to use this soap-free latex. The soap-free latex, compared with polymer fine particles polymerized using a conventional emulsifier, inhibits the reaction aggregation and film formation of the polymer fine particles, or the free emulsifier. However, it moves to the surface after forming the polymer fine particles, and there is no concern that the adhesiveness between the aggregate in which the pigment and the polymer fine particles are mixed and the recording medium is lowered.
インクにポリマー微粒子として添加する樹脂成分としては、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などが挙げられる。 Examples of the resin component added to the ink as polymer fine particles include acrylic resins, vinyl acetate resins, styrene-butadiene resins, vinyl chloride resins, acrylic-styrene resins, butadiene resins, styrene resins, and the like.
ポリマー微粒子への高速凝集性付与の観点から、解離度の小さいカルボン酸基を有するものがより好ましい。カルボン酸基はpH変化によって影響を受けやすいので、分散状態が変化しやすく、凝集性が高い。 From the viewpoint of imparting high-speed cohesiveness to the polymer fine particles, those having a carboxylic acid group having a low dissociation degree are more preferable. Since the carboxylic acid group is easily affected by pH change, the dispersion state is easily changed and the cohesiveness is high.
ポリマー微粒子のpH変化に対する分散状態の変化は、アクリル酸エステルなどのカルボン酸基を有する、ポリマー微粒子中の構成成分の含有割合によって調整することができ、分散剤として用いるアニオン性の界面活性剤によっても調整可能である。 The change of the dispersion state with respect to the pH change of the polymer fine particles can be adjusted by the content ratio of the constituent component in the polymer fine particles having a carboxylic acid group such as an acrylate ester, and the like depending on the anionic surfactant used as the dispersant. Can also be adjusted.
ポリマー微粒子の樹脂成分は、親水性部分と疎水性部分とを併せ持つ重合体であるのが好ましい。疎水性部分を有することで、ポリマー微粒子の内側に疎水部分が配向し、外側に親水部分が効率よく外側に配向され、液体のpH変化に対する分散状態の変化がより大きくなる効果があり、凝集がより効率よく行われる。 The resin component of the polymer fine particles is preferably a polymer having both a hydrophilic portion and a hydrophobic portion. By having the hydrophobic portion, the hydrophobic portion is oriented inside the polymer fine particle, the hydrophilic portion is efficiently oriented outside, and the effect of increasing the dispersion state with respect to the pH change of the liquid is greater, and aggregation is caused. Done more efficiently.
市販のポリマー微粒子の例としては、ジョンクリル537、7640(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、ジョンソンポリマー株式会社製)、マイクロジェルE−1002、E−5002(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント株式会社製)、ボンコート4001(アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製)、ボンコート5454(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製)、SAE−1014(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン株式会社製)、ジュリマーET−410、FC−30(アクリル系樹脂エマルジョン、日本純薬株式会社製)、アロンHD−5、A−104(アクリル系樹脂エマルジョン、東亞合成株式会社製)、サイビノールSK−200(アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学株式会社製)、ザイクセンL(アクリル系樹脂エマルジョン、住友精化株式会社製)などが挙げられるが、これに限定するものではない。 Examples of commercially available polymer fine particles include Jonkrill 537, 7640 (styrene-acrylic resin emulsion, manufactured by Johnson Polymer Co., Ltd.), Microgel E-1002, E-5002 (styrene-acrylic resin emulsion, Nippon Paint Co., Ltd.). Manufactured), Boncoat 4001 (acrylic resin emulsion, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Boncoat 5454 (styrene-acrylic resin emulsion, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), SAE-1014 (styrene-acrylic resin) Emulsion, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Jurimer ET-410, FC-30 (acrylic resin emulsion, manufactured by Nippon Pure Chemicals Co., Ltd.), Aron HD-5, A-104 (acrylic resin emulsion, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) ), Cybino Le SK-200 (acrylic resin emulsion, manufactured by Saiden Chemical Industry Co., Ltd.), Zaikthene L (acrylic resin emulsion, manufactured by Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd.) and the like, not limited to this.
顔料に対するポリマー微粒子添加量の重量比率は2:1から1:10が好ましい、より好ましくは1:1から1:3である。顔料に対するポリマー微粒子添加量の重量比率は2:1より少ないと、樹脂の融着による凝集体の凝集力が効果的に向上しない。また、添加量が1:10より多くてもインクの粘度が高くなりすぎ、吐出性などが悪化する。 The weight ratio of the polymer fine particle addition amount to the pigment is preferably 2: 1 to 1:10, more preferably 1: 1 to 1: 3. If the weight ratio of the amount of polymer fine particles added to the pigment is less than 2: 1, the cohesive force of the aggregate due to resin fusion will not be improved effectively. Moreover, even if the addition amount is more than 1:10, the viscosity of the ink becomes too high, and the discharge properties and the like deteriorate.
インクに添加するポリマー微粒子の分子量は融着したときの付着力を鑑みて、5,000以上が好ましい。5,000未満だと、凝集したときのインク凝集体の内部凝集力向上や記録媒体に画像の定着性に効果が不足し、また画質改善効果が不足する。 The molecular weight of the polymer fine particles added to the ink is preferably 5,000 or more in view of the adhesive force when fused. If it is less than 5,000, the effect of improving the internal cohesive force of the ink aggregate when aggregated, fixing the image on the recording medium, and the effect of improving the image quality are insufficient.
ポリマー微粒子の体積平均粒子径は、10nm〜1μmの範囲が好ましく、10〜500nmの範囲がより好ましく、20〜200nmの範囲が更に好ましく、50〜200nmの範囲が特に好ましい。10nm以下では、凝集しても画質の改善効果、転写性の向上に効果があまり期待できない。1μm以上では、インクのヘッドからの吐出性や保存安定性が悪化するおそれがある。また、ポリマー粒子の体積平均粒子径分布に関しては、特に制限は無く、広い体積平均粒子径分布を持つもの、又は単分散の体積平均粒子径分布を持つもの、いずれでもよい。 The volume average particle diameter of the polymer fine particles is preferably in the range of 10 nm to 1 μm, more preferably in the range of 10 to 500 nm, still more preferably in the range of 20 to 200 nm, and particularly preferably in the range of 50 to 200 nm. If the thickness is 10 nm or less, the effect of improving the image quality and the improvement of transferability cannot be expected even if they are aggregated. When the thickness is 1 μm or more, there is a concern that the ejection properties of the ink from the head and the storage stability may deteriorate. Moreover, there is no restriction | limiting in particular regarding the volume average particle diameter distribution of a polymer particle, What has a wide volume average particle diameter distribution or a thing with a monodispersed volume average particle diameter distribution may be sufficient.
また、ポリマー微粒子を、インク内に2種以上混合して含有させて使用してもよい。 Further, two or more kinds of polymer fine particles may be mixed and used in the ink.
本発明のインクに添加するpH調整剤としては中和剤として、有機塩基、無機アルカリ塩基を用いることができる。pH調整剤はインクジェット用インクの保存安定性を向上させる目的で、該インクジェット用インクがpH6〜10となるように添加するのが好ましい。 As the pH adjuster added to the ink of the present invention, an organic base or an inorganic alkali base can be used as a neutralizing agent. The pH adjusting agent is preferably added so that the inkjet ink has a pH of 6 to 10 for the purpose of improving the storage stability of the inkjet ink.
本発明のインクは、乾燥によってインクジェットヘッドのノズルが詰まるのを防止する目的から、水溶性有機溶媒を含有することが好ましい。このような水溶性有機溶媒には、湿潤剤及び浸透剤が含まれる。 The ink of the present invention preferably contains a water-soluble organic solvent for the purpose of preventing clogging of the nozzles of the inkjet head due to drying. Such water-soluble organic solvents include wetting agents and penetrants.
水溶性有機溶媒としては、処理液の場合と同様に、例えば、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が挙げられる。具体例としては、多価アルコール類では、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1、5−ペンタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン等が挙げられる。多価アルコール誘導体としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。含窒素溶媒としては、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等が、アルコール類としてはエタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類が、含硫黄溶媒としては、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等を用いることもできる。 Examples of the water-soluble organic solvent include polyhydric alcohols, polyhydric alcohol derivatives, nitrogen-containing solvents, alcohols, sulfur-containing solvents and the like, as in the case of the treatment liquid. Specific examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,2,6-hexanetriol, and glycerin. Examples of polyhydric alcohol derivatives include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, and diglycerin. Examples include ethylene oxide adducts. Examples of nitrogen-containing solvents include pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, cyclohexyl pyrrolidone, and triethanolamine. Examples of alcohols include alcohols such as ethanol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, and benzyl alcohol. Thiodiethanol, thiodiglycerol, sulfolane, dimethyl sulfoxide and the like. In addition, propylene carbonate, ethylene carbonate, or the like can be used.
本発明のインクには、界面活性剤を含有することができる。 The ink of the present invention can contain a surfactant.
界面活性剤の例としては、炭化水素系では脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤が好ましい。また、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド界面活性剤であるSURFYNOLS(AirProducts&Chemicals社)も好ましく用いられる。また、N,N−ジメチル−N−アルキルアミンオキシドのようなアミンオキシド型の両性界面活性剤等も好ましい。 Examples of surfactants include fatty acid salts, alkyl sulfate esters, alkyl benzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl phosphate ester salts, naphthalene sulfonate formalin condensates, Anionic surfactants such as oxyethylene alkyl sulfate esters, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines Nonionic surfactants such as glycerin fatty acid ester and oxyethyleneoxypropylene block copolymer are preferred. Further, SURFYNOLS (Air Products & Chemicals), which is an acetylene-based polyoxyethylene oxide surfactant, is also preferably used. An amine oxide type amphoteric surfactant such as N, N-dimethyl-N-alkylamine oxide is also preferred.
更に、特開昭59−157636号の第(37)〜(38)頁、リサーチ・ディスクロージャーNo.308119(1989年)記載の界面活性剤として挙げたものも使うことができる。また、特開2003−322926号、特開2004−325707号、特開2004−309806号の各公報に記載されているようなフッ素(フッ化アルキル系)系、シリコーン系の界面活性剤も用いることができる。これら表面張力調整剤は消泡剤としても使用することができ、フッ素系、シリコーン系化合物やEDTAに代表されるキレート剤等も使用することができる。 Further, pages (37) to (38) of JP-A-59-157636, Research Disclosure No. The surfactants described in 308119 (1989) can also be used. In addition, fluorine (fluorinated alkyl) and silicone surfactants as described in JP-A Nos. 2003-322926, 2004-325707, and 2004-309806 are also used. Can do. These surface tension modifiers can also be used as antifoaming agents, and fluorine-based, silicone-based compounds, chelating agents represented by EDTA, and the like can also be used.
表面張力を下げて固体状又は半固溶状の凝集処理剤層上でのぬれ性を高め、拡がり率を増加させることができる。 The surface tension can be lowered to increase the wettability on the solid or semi-solid solution aggregation treatment agent layer, and the spreading rate can be increased.
本発明のインクの表面張力は、10〜50mN/mであることが好ましく、浸透性記録媒体への浸透性、液滴の微液滴化、及び吐出性の両立の観点からは、15〜45mN/mであることが更に好ましい。 The surface tension of the ink of the present invention is preferably 10 to 50 mN / m, and from the viewpoint of compatibility between the permeability to the permeable recording medium, the formation of fine droplets, and the ejection property, 15 to 45 mN. More preferably, it is / m.
本発明のインクの粘度は、1.0〜20.0cPであることが好ましい。 The viscosity of the ink of the present invention is preferably 1.0 to 20.0 cP.
その他必要に応じ、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、等も添加することができる。 In addition, a pH buffer, an antioxidant, a fungicide, a viscosity modifier, a conductive agent, an ultraviolet absorber, and the like can be added as necessary.
〔処理液〕
本発明に係る処理液(凝集処理液)として、インクのpHを変化させることにより、インクに含有される顔料およびポリマー微粒子を凝集させ、凝集物を生じさせるような処理液が好ましい。
[Treatment solution]
The treatment liquid (aggregation treatment liquid) according to the present invention is preferably a treatment liquid that agglomerates the pigment and polymer fine particles contained in the ink by changing the pH of the ink to produce an aggregate.
処理液の成分として、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等の中から選ばれることが好ましい。 Treatment liquid components include polyacrylic acid, acetic acid, glycolic acid, malonic acid, malic acid, maleic acid, ascorbic acid, succinic acid, glutaric acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, lactic acid, sulfonic acid, orthophosphoric acid, pyrrolidone It is preferably selected from carboxylic acid, pyrone carboxylic acid, pyrrole carboxylic acid, furan carboxylic acid, pyridine carboxylic acid, coumaric acid, thiophene carboxylic acid, nicotinic acid, derivatives of these compounds, or salts thereof.
また、本発明に係る処理液の好ましい例として、多価金属塩あるいはポリアリルアミンを添加した処理液を挙げることができる。これらの化合物は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。 A preferable example of the treatment liquid according to the present invention is a treatment liquid to which a polyvalent metal salt or polyallylamine is added. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
本発明に係る処理液はインクとのpH凝集性能の観点からpHは1〜6であることが好ましく、pHは2〜5であることがより好ましく、pHは3〜5であることが特に好ましい。 The treatment liquid according to the present invention preferably has a pH of 1 to 6, more preferably 2 to 5, and particularly preferably 3 to 5 from the viewpoint of pH aggregation performance with the ink. .
本発明に係る処理液の中における、インクの顔料およびポリマー微粒子を凝集させる成分の添加量としては、液体の全重量に対し、0.01重量%以上20重量%以下であることが好ましい。0.01重量%以下の場合は処理液とインクが接触時に、濃度拡散が十分に進まずpH変化による凝集作用が十分に発生しないことがある。また20重量%以上であると、インクジェットヘッドからの吐出性が悪化することがある。 In the treatment liquid according to the present invention, the addition amount of the component for aggregating the pigment and polymer fine particles of the ink is preferably 0.01% by weight or more and 20% by weight or less with respect to the total weight of the liquid. When the amount is 0.01% by weight or less, concentration dispersion does not proceed sufficiently when the treatment liquid and the ink are in contact with each other, and an agglomeration effect due to pH change may not occur sufficiently. On the other hand, if it is 20% by weight or more, the dischargeability from the ink jet head may deteriorate.
本発明に係る処理液は、乾燥によってインクジェットヘッドのノズルが詰まるのを防止する目的から、水、その他添加剤溶性有機溶媒を含有することが好ましい。このような水、その他添加剤溶性有機溶媒には、湿潤剤及び浸透剤が含まれる。 The treatment liquid according to the present invention preferably contains water and other additive-soluble organic solvents for the purpose of preventing clogging of the nozzles of the inkjet head due to drying. Such water and other additive-soluble organic solvents include wetting agents and penetrants.
これらの溶媒は、水,その他添加剤と共に単独若しくは複数を混合して用いることができる。 These solvents can be used alone or in combination with water and other additives.
水、その他添加剤溶性有機溶媒の含有量は処理液の全重量に対し、60重量%以下であることが好ましい。60重量%以上よりも多い場合は処理液の粘度が増加し、インクジェットヘッドからの吐出性が悪化することがある。 The content of water and other additive-soluble organic solvents is preferably 60% by weight or less based on the total weight of the treatment liquid. When the amount is more than 60% by weight or more, the viscosity of the treatment liquid increases, and the dischargeability from the inkjet head may deteriorate.
処理液には、定着性および耐擦性を向上させるため、樹脂成分をさらに含有してもよい。樹脂成分は、処理液をインクジェット方式によって打滴する場合ヘッドからの吐出性を損なわないもの、保存安定性があるものであればよく、水溶性樹脂や樹脂エマルジョンなどを自由に用いることができる。 The treatment liquid may further contain a resin component in order to improve fixability and abrasion resistance. The resin component may be any resin component that does not impair the ejection properties from the head when the treatment liquid is ejected by the ink jet method and has storage stability, and water-soluble resins and resin emulsions can be used freely.
樹脂成分としては、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、ビニル系、スチレン系等が考えられる。定着性向上といった機能を充分に発現させるには、比較的高分子のポリマーを高濃度1重量%〜20重量%に添加することが必要である。しかし、上記材料を液体に溶解させて添加しようとすると高粘度化し、吐出性が低下する。適切な材料を高濃度に添加し、かつ粘度上昇を抑えるには、ラテックスとして添加する手段が有効である。ラテックス材料としては、アクリル酸アルキル共重合体、カルボキシ変性SBR(スチレン−ブタジエンラテックス)、SIR(スチレン−イソプレン)ラテックス、MBR(メタクリル酸メチル−ブタジエンラテックス)、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンラテックス)、等が考えられる。ラテックスのガラス転移点Tgはプロセス上、定着時に影響の強い値で、常温保存時の安定性と加熱後の転写性を両立するために、50℃以上120℃以下であることが好ましい。さらに最低造膜温度MFTはプロセス上、定着時に影響の強い値で、低温で充分な定着を得る為に100℃以下、さらに好ましくは50℃以下である。 Examples of the resin component include acrylic, urethane, polyester, vinyl, and styrene. In order to sufficiently develop the function of improving the fixing property, it is necessary to add a relatively high polymer to a high concentration of 1% by weight to 20% by weight. However, if it is attempted to dissolve the above material in a liquid and add it, the viscosity becomes high, and the discharge property is lowered. In order to add an appropriate material at a high concentration and suppress an increase in viscosity, a means of adding as a latex is effective. Latex materials include alkyl acrylate copolymers, carboxy-modified SBR (styrene-butadiene latex), SIR (styrene-isoprene) latex, MBR (methyl methacrylate-butadiene latex), NBR (acrylonitrile-butadiene latex), and the like. Conceivable. The glass transition point Tg of the latex is a value that has a strong influence upon fixing in the process, and is preferably 50 ° C. or higher and 120 ° C. or lower in order to achieve both stability at room temperature storage and transferability after heating. Further, the minimum film-forming temperature MFT is a value that has a strong influence upon fixing in the process, and is 100 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or lower in order to obtain sufficient fixing at a low temperature.
インクと逆極性のポリマー微粒子を処理液に含ませ、インク中の顔料及びポリマー微粒子と凝集させることによってさらに凝集性を高めてもよい。 The coagulability may be further enhanced by adding polymer fine particles having a polarity opposite to that of the ink to the treatment liquid and aggregating with the pigment and polymer fine particles in the ink.
また、インクに含まれるポリマー微粒子成分に対応した硬化剤を処理液に含有し、二液が接触後、インク成分中の樹脂エマルジョンが凝集するとともに架橋又は重合するようにして、凝集性を高めてもよい。 In addition, a curing agent corresponding to the polymer fine particle component contained in the ink is contained in the treatment liquid, and after the two liquids contact, the resin emulsion in the ink component aggregates and crosslinks or polymerizes to increase the cohesiveness. Also good.
本発明に係る処理液は、界面活性剤を含有することができる。 The treatment liquid according to the present invention can contain a surfactant.
界面活性剤の例としては、炭化水素系では脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤が好ましい。また、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド界面活性剤であるSURFYNOLS(AirProducts&Chemicals社)も好ましく用いられる。また、N,N−ジメチル−N−アルキルアミンオキシドのようなアミンオキシド型の両性界面活性剤等も好ましい。 Examples of surfactants include fatty acid salts, alkyl sulfate esters, alkyl benzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl phosphate ester salts, naphthalene sulfonate formalin condensates, Anionic surfactants such as oxyethylene alkyl sulfate esters, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines Nonionic surfactants such as glycerin fatty acid ester and oxyethyleneoxypropylene block copolymer are preferred. Further, SURFYNOLS (Air Products & Chemicals), which is an acetylene-based polyoxyethylene oxide surfactant, is also preferably used. An amine oxide type amphoteric surfactant such as N, N-dimethyl-N-alkylamine oxide is also preferred.
更に、特開昭59−157636号の第(37)〜(38)頁、リサーチ・ディスクロージャーNo.308119(1989年)記載の界面活性剤として挙げたものも使うことができる。また、特開2003−322926号、特開2004−325707号、特開2004−309806号の各公報に記載されているようなフッ素(フッ化アルキル系)系、シリコーン系の界面活性剤も用いることができる。これら表面張力調整剤は消泡剤としても使用することができ、フッ素系、シリコーン系化合物やEDTAに代表されるキレート剤等も使用することができる。 Further, pages (37) to (38) of JP-A-59-157636, Research Disclosure No. The surfactants described in 308119 (1989) can also be used. In addition, fluorine (fluorinated alkyl) and silicone surfactants as described in JP-A Nos. 2003-322926, 2004-325707, and 2004-309806 are also used. Can do. These surface tension modifiers can also be used as antifoaming agents, and fluorine-based, silicone-based compounds, chelating agents represented by EDTA, and the like can also be used.
表面張力を下げて記録媒体上でのぬれ性を高めるのに効果がある。また、インクを先立って打滴する場合においてもインク上でのぬれ性を高め、二液の接触面積の増加により効果的に凝集作用がすすむ。 This is effective in reducing the surface tension and increasing the wettability on the recording medium. Further, even when ink is ejected in advance, the wettability on the ink is enhanced, and the cohesive action is effectively promoted by increasing the contact area of the two liquids.
本発明に係る処理液の表面張力は、10〜50mN/mであることが好ましく、浸透性記録媒体への浸透性、液滴の微液滴化、及び吐出性の両立の観点からは、15〜45mN/mであることが更に好ましい。 The surface tension of the treatment liquid according to the present invention is preferably 10 to 50 mN / m. From the viewpoint of coexistence of penetrability into a permeable recording medium, fine droplet formation, and dischargeability, 15 More preferably, it is -45 mN / m.
本発明に係る処理液の粘度は、1.0〜20.0cPであることが好ましい。 The viscosity of the treatment liquid according to the present invention is preferably 1.0 to 20.0 cP.
その他必要に応じ、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線、吸収剤、等も添加することができる。 In addition, pH buffering agents, antioxidants, fungicides, viscosity modifiers, conductive agents, ultraviolet rays, absorbents, and the like can be added as necessary.
〔記録媒体〕
本発明で用いられる記録媒体は特に限定されるものではないが、インク溶媒の浸透が遅い印刷用コート紙に対して特に好ましい結果を得る事ができる。
〔recoding media〕
The recording medium used in the present invention is not particularly limited, but a particularly preferable result can be obtained with respect to the coated paper for printing in which the penetration of the ink solvent is slow.
コート紙に好適に使用可能な支持体としては、例えば、LBKP、NBKP等の化学パルプ;GP、PGW、RMP、TMP、CTMP、CMP、CGP等の機械パルプ;DIP等の古紙パルプなどの木材パルプと、顔料とを主成分とし、バインダー、さらにサイズ剤、定着剤、歩留まり向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤等の各種添加剤を1種以上混合し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等の各種装置を使用して製造される原紙、さらに澱粉、ポリビニルアルコール等を用いてなるサイズプレスやアンカーコート層を設けた原紙、あるいはこれらのサイズプレスやアンカーコート層の上にコート層を設けてなるアート紙、コート紙、キャストコート紙等の塗工紙などが挙げられる。 Examples of the support that can be suitably used for coated paper include: chemical pulp such as LBKP and NBKP; mechanical pulp such as GP, PGW, RMP, TMP, CTMP, CMP, and CGP; wood pulp such as waste paper pulp such as DIP And a pigment as a main component, and one or more kinds of additives such as a binder, a sizing agent, a fixing agent, a yield improver, a cationizing agent, and a paper strength enhancer are mixed together to produce a long net paper machine, circular net paper machine. Base paper manufactured using various machines such as a machine, twin-wire paper machine, base paper provided with size press or anchor coat layer using starch, polyvinyl alcohol, etc., or of these size press or anchor coat layer Examples thereof include coated paper such as art paper, coated paper, cast coated paper and the like, on which a coating layer is provided.
本発明の方法においては、これらの原紙あるいは塗工紙をそのまま使用してもよいし、例えばマシンカレンダー、TGカレンダー、ソフトカレンダー等の装置を使用してカレンダー処理を行ない、平坦化をコントロールした状態で使用してもよい。 In the method of the present invention, these base papers or coated papers may be used as they are, or for example, a calendar process is performed using a machine calendar, a TG calendar, a soft calendar, or the like, and the flattening is controlled. May be used.
支持体の坪量は、通常、40〜300g/m2 程度であるが、特に制限されるものではない。本発明で用いられるコート紙は、上記のような支持体上に、コート層を塗設する。コート層は顔料およびバインダーを主成分とする塗被組成物から構成されるものであり、支持体上に少なくとも1層塗設される。 The basis weight of the support is usually about 40 to 300 g / m 2 , but is not particularly limited. The coated paper used in the present invention is coated with a coating layer on the support as described above. The coating layer is composed of a coating composition mainly composed of a pigment and a binder, and is coated on at least one layer on the support.
前記顔料としては、白色顔料を好適に使用することができる。このような白色顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、水酸化マグネシウム等の無機顔料;スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料が挙げられる。 As the pigment, a white pigment can be preferably used. Examples of such white pigments include light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, magnesium carbonate, kaolin, talc, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, zinc oxide, zinc sulfide, zinc carbonate, satin white, aluminum silicate, Inorganic pigments such as diatomaceous earth, calcium silicate, magnesium silicate, synthetic amorphous silica, colloidal silica, alumina, colloidal alumina, pseudoboehmite, aluminum hydroxide, lithopone, zeolite, hydrous halloysite, magnesium hydroxide; styrene plastic pigments, Examples thereof include organic pigments such as acrylic plastic pigment, polyethylene, microcapsule, urea resin, melamine resin.
前記バインダーとしては、例えば、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉等の澱粉誘導体;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体;カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、ポリビニルアルコールまたはその誘導体;各種鹸化度のポリビニルアルコール又はそのシラノール変性物、カルボキシル化物、カチオン化物等の各種誘導体;ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体ラテックス;アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体等のアクリル系重合体ラテックス;エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス;或はこれら各種重合体のカルボキシ基等の官能基含有単量体による官能基変性重合体ラテックス;メラミン樹脂、尿素樹脂等の熱硬化性合成樹脂等の水性接着剤;ポリメチルメタクリレート等のアクリル;酸エステル;メタクリル酸エステルの重合体又は共重合体樹脂;ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂等の合成樹脂系接着剤等を挙げることができる。
コート層の顔料とバインダーとの配合割合は、顔料100重量部に対し、バインダーが3〜70重量部、好ましくは5〜50重量部である。顔料100重量部に対するバインダーの配合割合が3重量部未満であると、そのような塗被組成物からなるインク受理層の塗膜強度が不足することがある。一方、この配合割合が70重量部を超えると、高沸点溶媒の吸収が極端に遅くなる。
Examples of the binder include starch derivatives such as oxidized starch, etherified starch, and phosphate esterified starch; cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose; casein, gelatin, soybean protein, polyvinyl alcohol or derivatives thereof; various saponification degrees Polyvinyl alcohol or various derivatives thereof such as silanol-modified products, carboxylated products, and cationized products thereof; conjugated diene copolymer latexes such as polyvinylpyrrolidone, maleic anhydride resin, styrene-butadiene copolymer, and methyl methacrylate-butadiene copolymer Acrylic polymer latex such as polymer or copolymer of acrylic acid ester and methacrylic acid ester; vinyl polymer latex such as ethylene vinyl acetate copolymer; Functional group-modified polymer latex with functional group-containing monomers such as xy groups; water-based adhesives such as thermosetting synthetic resins such as melamine resins and urea resins; acrylics such as polymethyl methacrylate; acid esters; Polymer or copolymer resin; Synthetic resin adhesives such as polyurethane resin, unsaturated polyester resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral, alkyd resin, and the like.
The blending ratio of the pigment and binder in the coating layer is 3 to 70 parts by weight, preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the pigment. When the blending ratio of the binder with respect to 100 parts by weight of the pigment is less than 3 parts by weight, the coating strength of the ink receiving layer made of such a coating composition may be insufficient. On the other hand, when the blending ratio exceeds 70 parts by weight, the absorption of the high boiling point solvent becomes extremely slow.
更に、コート層には、例えば、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、螢光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などの各種添加剤を適宜配合することができる。 Further, the coating layer includes, for example, a dye fixing agent, a pigment dispersant, a thickener, a fluidity improver, an antifoaming agent, a foam suppressor, a release agent, a foaming agent, a penetrating agent, a coloring dye, a coloring pigment, Various additives such as a fluorescent whitening agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antiseptic, an antibacterial agent, a water resistant agent, a wet paper strength enhancer, and a dry paper strength enhancer can be appropriately blended.
インク受理層の塗工量は、要求される光沢、インク吸収性、支持体の種類等により異なるので一概には言えないが、通常は1g/m2 以上である。また、インク受理層はある一定の塗工量を2度に分けて塗設してもよい。このように2度に分けて塗設すると、同塗工量を1度に塗設する場合に比較して光沢が向上する。 The coating amount of the ink receiving layer varies depending on the required gloss, ink absorbability, type of support, etc., and cannot be generally stated, but is usually 1 g / m 2 or more. Further, the ink receiving layer may be applied by dividing a certain coating amount into two portions. When coating is performed in two steps in this way, the gloss is improved as compared with the case where the same coating amount is applied once.
コート層の塗設は、例えば、各種ブレードコータ、ロールコータ、エアーナイフコータ、バーコータ、ロッドブレードコータ、カーテンコータ、ショートドウェルコータ、サイズプレス等の各種装置をオンマシン或いはオフマシンで使用して行なうことができる。また、コート層の塗設後に、たとえばマシンカレンダー、TGカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー装置を使用してインク受理層の平坦化仕上げを行なってもよい。 Coating of the coating layer is performed by using various devices such as various blade coaters, roll coaters, air knife coaters, bar coaters, rod blade coaters, curtain coaters, short dwell coaters, and size presses on-machine or off-machine. be able to. Further, after coating the coating layer, the ink receiving layer may be flattened using a calendar device such as a machine calendar, a TG calendar, or a soft calendar.
尚、コート層の層数は、必要に応じて適宜に決定することができる。 In addition, the number of coat layers can be appropriately determined as necessary.
コート紙としてはアート紙、上質コート紙、中質コート紙、上質軽量コート紙、中質軽量コート紙、微塗工印刷用紙があり、コート層の塗設量はアート紙で両面40g/m2前後、上質コート紙、中質コート紙で両面20g/m2前後、上質軽量コート紙、中質軽量コート紙では両面15g/m2前後であり、微塗工印刷用紙は両面12g/m2以下である。アート紙の例としては特菱アートなどが挙げられ、上質コート紙としてはユーライト、アート紙としては特菱アート(三菱製紙社製)、サテン金藤(王子製紙社製)、等が挙げられ、コート紙としてはOKトップコート(王子製紙社性)、オーロラコート(日本製紙社製)、リサイクルコートT−6(日本製紙社製)が挙げられ、軽量コートとしてはユーライト(日本製紙社製)、ニューVマット(三菱製紙社製)、ニューエイジ(王子製紙社製)、リサイクルマットT−6(日本製紙社製)、ピズム(日本製紙社製)が挙げられる。微塗工印刷用紙としてはオーロラL(日本製紙社製)、キンマリHi−L(北越製紙社製)などが挙げられる。更に、キャストコート紙としてはSA金藤プラス(王子製紙社製)、ハイマッキンレーアート(五條製紙社製)等が挙げられる。 Coated paper includes art paper, high-quality coated paper, medium-quality coated paper, high-quality lightweight coated paper, medium-sized lightweight coated paper, and fine-coated printing paper. The coating amount of the coating layer is about 40 g / m2 on both sides of art paper. High-quality coated paper and medium-sized coated paper have a double-sided surface of about 20 g / m2, and high-quality lightweight coated paper and medium-sized and lightweight coated paper have a double-sided surface of about 15 g / m2. Examples of art paper include Tokuhishi Art, Ulite as high-quality coated paper, Tohoku Art (made by Mitsubishi Paper Industries), satin Kinto (made by Oji Paper Co., Ltd.), etc. as art paper, Examples of coated paper include OK Top Coat (Oji Paper Co., Ltd.), Aurora Coat (Nippon Paper Co., Ltd.), and Recycle Coat T-6 (Nippon Paper Co., Ltd.). , New V mat (Mitsubishi Paper Co., Ltd.), New Age (Oji Paper Co., Ltd.), Recycle Mat T-6 (Nihon Paper Co., Ltd.), Pisum (Nihon Paper Co., Ltd.). Examples of the fine coated printing paper include Aurora L (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.), Kinmari Hi-L (manufactured by Hokuetsu Paper Industries Co., Ltd.) and the like. Further, examples of the cast coated paper include SA Kanto Plus (manufactured by Oji Paper Co., Ltd.), Hi McKinley Art (manufactured by Gojo Paper Co., Ltd.), and the like.
〔画像形成装置〕
まず、本発明に係る画像形成方法の基本的なプロセスについて、図1を参照しながら説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示した概略構成図である。
[Image forming apparatus]
First, a basic process of the image forming method according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
図1に示す画像形成装置(インクジェット記録装置)10は、主として、記録媒体12の搬送方向(副走査方向)の上流側から順に、処理液付与部14、処理液乾燥部16、インク打滴部18、インク乾燥部20、及び接触溶媒除去部22を備えて構成される。
An image forming apparatus (inkjet recording apparatus) 10 shown in FIG. 1 mainly includes a processing
記録媒体12は、ローラ24、26間に掛け渡された無端状の搬送ベルト28に保持され、図1の左から右へと搬送される。記録媒体の搬送方式は、図1に示すようなベルト方式に限定されるものではなく、例えばドラム状部材の表面(周面)に記録媒体を密着させて搬送する方式など各種方式を適用することが可能である。
The
処理液付与部14は、副走査方向下流側に配置されるインク打滴部18によってインク液滴の打滴が行われる前に、記録媒体12上に処理液を付与する。処理液を付与する方式は特に限定されるものではなく、例えば、塗布ローラなどによる塗布方式、スプレー方式、インクジェット記録方式、その他各種方式を適用することができる。これらの中でも、インクジェット記録方式の記録ヘッド(インクジェットヘッド)を用いて処理液(液滴)を打滴する態様が好ましく、インクが打滴される位置に処理液を選択的に付与することができ、乾燥時間の短縮や加熱エネルギーの削減が可能となる。
The treatment
処理液乾燥部16は、処理液付与部14の副走査方向下流側に配置され、記録媒体12上に付与された処理液を加熱乾燥させる。このとき、記録媒体12の表面上に固体状又は半固溶状の凝集処理剤層(処理液が乾燥した薄膜層)が形成されるように加熱乾燥を行う態様が好ましい。後述するように、色材移動による画像劣化を防止することができる。処理液の乾燥方式は特に限定されるものではないが、例えば、所定の範囲で温度や風量を制御可能な熱風乾燥機を備え、記録媒体12上の処理液に熱風を吹き付ける方式(熱風乾燥方式)が好ましい。また、前記熱風乾燥方式と併用して又は単独で、搬送ベルト28の内側にヒータ(例えば平板加熱ヒータ)30を備え、記録媒体12の裏面(画像形成面と反対側の面)側から加熱する方式(裏面加熱方式)も好適である。
The processing
本明細書において、「固体状または半固溶状の凝集処理剤(凝集処理剤層)」とは、以下に定義する凝集処理剤(凝集処理剤層)の含溶媒率が0〜70%の範囲のものを指す。 In this specification, “solid or semi-solid solution aggregation treatment agent (aggregation treatment agent layer)” means a range in which the solvent content of the aggregation treatment agent (aggregation treatment agent layer) defined below is 0 to 70%. Refers to things.
また、「凝集処理剤」は、固体状又は半固溶状のものだけでなく、それ以外の液体状のものも含む広い概念で用いるものとし、特に、含溶媒率を70%以上として液体状にした凝集処理剤を「凝集処理液」又は単に「処理液」と称する。 The “aggregation treatment agent” is used not only in a solid or semi-solid solution but also in a broad concept including other liquids, and particularly in a liquid state with a solvent content of 70% or more. The aggregating agent thus obtained is referred to as “aggregating treatment liquid” or simply “treatment liquid”.
凝集処理剤の含溶媒率の算出方法としては、所定の大きさ(例えば100mm×100mm)の用紙を切り出し、処理液付与後の総重量(用紙+乾燥前処理液)と処理液乾燥後の総重量(用紙+乾燥後処理液)をそれぞれ測定し、これらの差分から乾燥による溶媒減少量(溶媒蒸発量)を求める。また、乾燥前の処理液中に含まれる溶媒量は、処理液の調製処方から求められる計算値を用いればよい。これらの計算結果から含溶媒率を得ることができる。 As a method for calculating the solvent content of the aggregating agent, a paper having a predetermined size (for example, 100 mm × 100 mm) is cut out, and the total weight after applying the treatment liquid (paper + pre-drying treatment liquid) and the total after the treatment liquid is dried. The weight (paper + post-drying treatment liquid) is measured, and the solvent reduction amount (solvent evaporation) due to drying is obtained from the difference between them. Moreover, what is necessary is just to use the calculated value calculated | required from the preparation prescription of a process liquid as the amount of solvents contained in the process liquid before drying. The solvent content can be obtained from these calculation results.
図2(a)に示すように、記録媒体12の表面上に処理液の液体層(処理液層)40が存在した状態でインク液滴42が打滴されると、処理液層40中にインク色材(インクドット)44が浮遊して移動してしまい、画像品質の劣化を招く要因となる。これに対し、図2(b)に示すように、インク液滴42の打滴が行われる前に、記録媒体12上の処理液を加熱乾燥させて、記録媒体12の表面上に固体状又は半固溶状の凝集処理剤層40’を形成しておくことにより、打滴されたインク液滴42は固体状又は半固溶状の凝集処理剤層40’上に着弾して、その接触面から凝集反応が開始されるので、十分な付着力を得ることができ、色材移動(ドット浮遊)による画像劣化を防止することができる。
As shown in FIG. 2A, when the
ここで、記録媒体12上の処理液(凝集処理剤層)の含溶媒率を変化させたときの色材移動についての評価結果を表1に示す。
Here, Table 1 shows the evaluation results of the color material movement when the solvent content of the treatment liquid (aggregation treatment agent layer) on the
表1に示すように、処理液の乾燥を行わなかった場合(実験1)、色材移動による画像劣化が発生する。 As shown in Table 1, when the treatment liquid is not dried (Experiment 1), image degradation occurs due to color material movement.
これに対し、処理液の乾燥を行った場合(実験2〜5)において、処理液の含溶媒率が70%以下となるまで処理液を乾燥させたときには色材移動が目立たなくなり、更に50%以下まで処理液を乾燥させると目視による色材移動の確認ができないほど良好なレベルとなり、画像劣化の防止に有効であることが確認された。 On the other hand, when the treatment liquid is dried (Experiments 2 to 5), when the treatment liquid is dried until the solvent content of the treatment liquid becomes 70% or less, the color material movement becomes inconspicuous, and further 50%. It was confirmed that when the treatment liquid was dried to the following level, the color material movement could not be confirmed by visual observation, and it was effective in preventing image deterioration.
このように記録媒体12上の処理液(凝集処理剤)の含溶媒率が70%以下(好ましくは50%以下)となるまで加熱乾燥を行い、記録媒体12上に固体状又は半固溶状の凝集処理剤層を形成することにより、色材移動による画像劣化を防止することができ、高品質な画像を得ることができる。
インク打滴部18は、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色インクに対応するインクジェット方式の記録ヘッド(以下、「インク吐出ヘッド」という。)18C、18M、18Y、18Kを備え、入力画像データに応じて各インク吐出ヘッド18C、18M、18Y、18Kの各ノズルからそれぞれ対応する色インクの液滴を打滴する。本例では、各ノズルから吐出されるインク液滴の吐出体積(打滴量)は2plであり、主走査方向(記録媒体12の搬送方向に直交する方向)及び副走査方向(記録媒体12の搬送方向)の記録密度(打滴密度)はいずれも1200dpiである。
In this way, heat drying is performed until the solvent content of the treatment liquid (aggregation treatment agent) on the
The ink
インク乾燥部20は、インク打滴部18の副走査方向下流側に配置され、記録媒体12上のインク層を加熱乾燥させる。インクの乾燥方式は特に限定されるものではないが、処理液乾燥部16と同様に、記録媒体12上のインク層に熱風を吹き付ける方式(熱風乾燥方式)が好ましい。また、前記熱風乾燥方式と併用して、又は単独で、記録媒体12の裏面(画像形成面と反対側の面)側にヒータ(例えば平板加熱ヒータ)32を備え、記録媒体12の裏面側から加熱する方式(裏面加熱方式)も好適である。本例では、ヒータ32を用いて記録媒体12の裏面側を60℃に加熱しながら、熱風乾燥機(ブロア)から70℃の熱風を記録媒体12の表面側に2秒間吹き付けて、記録媒体12上のインク層の乾燥を行う。
The
接触溶媒除去部22は、表面が多孔質部材で構成された溶媒除去ローラ(本発明の「接触式溶媒除去手段」に相当)を記録媒体12上のインク層に当接させて、記録媒体12上に残存する残留溶媒(特に高沸点溶媒)を吸収除去する。本例では、溶媒除去ローラとして、金属ローラ(ローラ径φ40mm)の表面に多孔質部材(東商ゴム社製エコロンシート;孔径φ10μm、厚さ3.0mm)を被覆したものを用いる。また、溶媒除去ローラの記録媒体12に対するニップ圧は0.3MPaである。
The contact
接触溶媒除去部22の副走査方向下流側に定着部(不図示)を備える態様も好ましい。例えば、所定の範囲で温度制御可能な加熱ローラで記録媒体12を加熱加圧しながら、記録媒体12上に形成された画像を定着させる。これにより、画像の耐擦性を向上させることができ、好ましい画像品質を得ることができる。加熱ローラの加熱温度は、処理液又はインクに含有されるポリマー微粒子のガラス転移点温度などに応じて設定することが好ましい。また、複数の加熱ローラを設けて、記録媒体12上に形成された画像を段階的に定着させるようにしてもよい。
A mode in which a fixing unit (not shown) is provided downstream of the contact
次に、図1に示した画像形成装置10の作用について、図3を参照しながら説明する。図3は、記録媒体上に処理液が付与されてから定着が行われるまでの様子を模式的に示した図であり、インク凝集体(色材凝集体)が形成される様子については一部誇張して表現している。なお、図3では、記録媒体として印刷用コート紙が用いられる場合を示しており、記録媒体内に処理液又はインクの溶媒成分の一部が浸透している様子を表している。
Next, the operation of the
まず、搬送ベルト28に保持された記録媒体12は、副走査方向(図1の左から右へ向かう方向)に搬送されつつ、処理液付与部14を通過する際、記録媒体12上に処理液が付与される(処理液付与工程)。続いて、処理液乾燥部16を記録媒体12が通過する際、記録媒体12上の処理液の加熱乾燥が行われ、記録媒体12上の処理液の溶媒成分(主に水分)が蒸発する(処理液乾燥工程)。これにより、図3(a)に示すように、記録媒体12上には処理液層(好ましくは固体状又は半固溶状の凝集処理剤層)50が形成される。
First, the
次に、インク打滴部18の各インク吐出ヘッド18C、18M、18Y、18Kに対向する位置を記録媒体12が通過する際、各インク吐出ヘッド18C、18M、18Y、18Kから各色インクの液滴が記録媒体12上に打滴される(インク打滴工程)。これにより、図3(b)に示すように、記録媒体12上にはインク層(インクと処理液の混合液からなる液体層)52が形成される。このとき、処理液との反応によって、インク層52内にインク凝集体(色材凝集体)54が形成される。
Next, when the
記録媒体12の表面上に固体状又は半固溶状の凝集処理剤層が形成されている場合、各インク吐出ヘッド18C、18M、18Y、18Kから打滴されたインク液滴は、記録媒体12上に形成された固体又は半固溶状の凝集処理剤層の表面に着弾する。このとき、飛翔エネルギーと表面エネルギーとのバランスにより、インク液滴と凝集処理剤層との接触面が所定の面積にて着弾する。インク液滴が凝集処理剤層上に着弾した直後に凝集反応が始まるが、凝集反応はインク液滴と凝集処理剤層との接触面から始まる。凝集反応は接触面近傍のみで起こり、インク着弾時における所定の接触面積で付着力を得た状態でインク内の色材が凝集されるため、色材移動が抑止される。
When a solid or semi-solid aggregation treatment agent layer is formed on the surface of the
このインク液滴に隣接して他のインク液滴が着弾しても先に着弾したインクの色材は既に凝集化しているので後から着弾するインクとの間で色材同士が混合せず、ブリードが抑止される。なお、色材の凝集後には、分離されたインク溶媒が広がり、凝集処理剤が溶解した液体層(インク層)が記録媒体12上に形成される。
Even if other ink droplets land adjacent to this ink droplet, the color material of the ink that has landed first is already agglomerated, so the color materials do not mix with the ink that landed later, Bleed is suppressed. After the color material is aggregated, the separated ink solvent spreads, and a liquid layer (ink layer) in which the aggregation treatment agent is dissolved is formed on the
次に、インク乾燥部20を記録媒体12が通過する際、記録媒体12上のインク層52の加熱乾燥が行われ、図3(c)に示すように、記録媒体12上のインク層52の溶媒成分(主に水分)が蒸発する(インク乾燥工程)。このとき、インク層52内の高沸点溶媒は、蒸発せずに高濃度化され、粘度上昇し、記録媒体12への浸透性が低下する。このため、高沸点溶媒は記録媒体12に浸透せず、インク層52に残存してべたつきを発生させ、ブロッキングが生じる要因となる。一方、インク打滴が行われてから加熱乾燥が行われるまでの時間(インターバル)を長くすると、高沸点溶媒を水溶液の状態で記録媒体に浸透させることは可能であるが、大幅に生産性が低下する要因となる。
Next, when the
そこで本発明では、上記のようにして記録媒体12上のインク層52の加熱乾燥が行われた後、更に、副走査方向下流側に配置される接触溶媒除去部22を記録媒体12が通過する際、図3(d)に示すように、記録媒体12のインク層52に溶媒除去ローラ56を接触させて、溶媒除去ローラ56の表面を構成する多孔質体の毛細管力を利用して記録媒体12上に残存する残留溶媒(特に高沸点溶媒)を吸収除去する(接触溶媒除去工程)。なお、接触溶媒除去部22によって除去される溶媒成分は高沸点溶媒に限定されるものではなく、インク乾燥部20で蒸発せずに記録媒体12上に残存した他の溶媒成分(水分など)も含まれる。
Therefore, in the present invention, after the
このように本発明では、記録媒体12上のインク層52を加熱乾燥することにより、記録媒体12に浸透する水分量を抑え、記録媒体12のカールを防止することができる。また、溶媒除去ローラ56によって記録媒体12上に残存する残留溶媒(特に高沸点溶媒)が吸収除去されるので、高沸点溶媒に起因するインク層(インク画像)52のべたつきを抑え、記録媒体12のブロッキングを防止することができる。
As described above, in the present invention, by heating and drying the
また、記録媒体12上のインク層52から水分を蒸発させて色材の凝集力を向上させてから、溶媒除去ローラ56による残留溶媒の吸収除去が行われるので、溶媒除去ローラ56の表面に対する色材付着を防止することができる。この結果、溶媒除去ローラ56から記録媒体12への色材の再付着による画像劣化を未然に防止することができる。
Further, since the water is evaporated from the
また、接触溶媒除去部22の副走査方向下流側に定着部(不図示)が設けられる態様の場合には、記録媒体12上の残留溶媒が溶媒除去ローラ56によって吸収除去された後、定着部を記録媒体12が通過する際、図3(e)に示すように、加熱ローラ58によって記録媒体12に対する加熱加圧が行われ、記録媒体12上に形成された画像の定着が行われる(定着工程)。
In the case where a fixing unit (not shown) is provided on the downstream side in the sub-scanning direction of the contact
本発明において、記録媒体12上にインク液滴が打滴されてから加熱乾燥が行われるまでの時間(インク打滴/乾燥インターバル)はできるだけ短い方が好ましい。記録媒体12上のインク層54の溶媒成分(主に水分)を素早く蒸発させることにより、記録媒体12への水分の浸透量を減らし、記録媒体12のカールを確実に防止することができる。後述する評価実験の結果によれば、インク打滴/乾燥インターバルは10秒以内、より好ましくは1秒以内である。
In the present invention, it is preferable that the time (ink droplet ejection / drying interval) from when an ink droplet is deposited on the
本発明において、接触溶媒除去工程が行われた後(即ち、溶媒除去ローラ56によって記録媒体12上の残留溶媒が吸収除去された後)の記録媒体12上のインク層(インク画像)52の溶媒含有率はできるだけ低い方が好ましく、記録媒体12のブロッキングを確実に防止することができる。後述する評価実験の結果によれば、インク層の溶媒含有率の好ましい範囲は50%以下(より好ましくは30%以下、更に好ましくは20%以下)である。
In the present invention, the solvent of the ink layer (ink image) 52 on the
なお、上述したように、本発明で用いられる記録媒体は特に限定されるものではないが、インク溶媒の浸透が遅い印刷用コート紙に対して、特に好ましい結果を得ることができる。即ち、印刷用コート紙(緩浸透媒体)上のインク層を加熱乾燥して水分を蒸発させるだけでは、高沸点溶媒の粘度上昇によって記録媒体上に残存してインク層にべたつきが生じやすくなる一方で、インク層を加熱乾燥しないと、記録媒体に水分が浸透してカールが発生しやくなる。これに対し、本発明によれば、記録媒体上のインク層の溶媒成分(主に水分)を加熱によって蒸発させ、更に記録媒体上から高沸点溶媒を除去しているので、記録媒体のカール及びブロッキングを確実に防止することができる。 As described above, the recording medium used in the present invention is not particularly limited, but a particularly preferable result can be obtained with respect to the coated paper for printing in which the penetration of the ink solvent is slow. That is, if the ink layer on the coated paper for printing (slowly osmotic medium) is only heated and dried to evaporate the water, the ink layer remains on the recording medium due to an increase in the viscosity of the high boiling point solvent, and the ink layer tends to become sticky. If the ink layer is not heated and dried, moisture permeates the recording medium and curling is likely to occur. On the other hand, according to the present invention, the solvent component (mainly moisture) of the ink layer on the recording medium is evaporated by heating, and the high boiling point solvent is removed from the recording medium. Blocking can be reliably prevented.
〔評価実験〕
次に、本発明に関する評価実験について説明する。
[Evaluation experiment]
Next, an evaluation experiment related to the present invention will be described.
本評価実験で用いた処理液及びインクの組成を以下に示す。 The composition of the treatment liquid and ink used in this evaluation experiment is shown below.
<処理液>
・マロン酸 10質量部
・水酸化ナトリウム 1.8質量部
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル 20質量部
・界面活性剤1 1質量部
・イオン交換水 残部
なお、上記の界面活性剤1は次の化学式で表される。
<Processing liquid>
-10 parts by weight of malonic acid-1.8 parts by weight of sodium hydroxide-20 parts by weight of diethylene glycol monoethyl ether-1 part by weight of surfactant 1-remainder of ion-exchanged water The above-mentioned
<インク>
・顔料1 4質量部
・分散剤ポリマー1 2質量部
・樹脂エマルジョン 8質量部
・グリセリン 15質量部
・界面活性剤2 1質量部
・イオン交換水 残部
なお、上記各成分の詳細は以下のとおりである。
<Ink>
-
顔料1:Cromophtal jet Magenta DMQ(PR-122)
(チバ・スペシャリティーケミカルズ社)
分散剤ポリマー1:
メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸メチル/メタクリル酸
60/30/10(質量比)
樹脂エマルジョン1:
メタクリル酸メチル/アクリル酸フェノキシエチル/アクリル酸
60/35/5(質量比)
界面活性剤2:オルフィンE1010(日信化学工業製)
また、本評価実験の実験条件を以下に示す。
Pigment 1: Cromophtal jet Magenta DMQ (PR-122)
(Ciba Specialty Chemicals)
Dispersant polymer 1:
Benzyl methacrylate / methyl methacrylate / methacrylic acid
60/30/10 (mass ratio)
Resin emulsion 1:
Methyl methacrylate / Phenoxyethyl acrylate / Acrylic acid
60/35/5 (mass ratio)
Surfactant 2: Olfine E1010 (manufactured by Nissin Chemical Industry)
Moreover, the experimental conditions of this evaluation experiment are shown below.
記録媒体(基材):三菱製紙社製 特菱アート
処理液付与:インクジェットヘッドで処理液を打滴(単位面積あたりの処理液付与量2.5g/m2)
処理液乾燥:裏面ヒータ40℃+ブロア(熱風乾燥機)70℃で2秒間の加熱乾燥
インク打滴:インクジェットヘッドでインクを打滴(単位面積あたりのインク付与量10.0g/m2)
インク乾燥:風温70℃及び裏面ヒータ温度60℃にて5秒間の加熱乾燥
接触溶媒除去:金属ローラ(ローラ径φ40mm)に多孔質部材(東商ゴム社製エコロシート;孔径φ40mm、厚さ3.0mm)を被覆した溶媒除去ローラ(多孔質体ローラ)にてNIP時間(加圧時間)10msecにて接触
本評価実験の評価結果を図4〜図7に示す。図4〜図7に示した各評価項目についての評価方法及び評価基準を以下に示す。
Recording medium (base material): Tokishi Art, manufactured by Mitsubishi Paper Industries Co., Ltd. Treatment liquid application: Injecting treatment liquid with an inkjet head (treatment liquid application amount per unit area 2.5 g / m 2 )
Treatment liquid drying:
Ink drying: Heat drying for 5 seconds at an air temperature of 70 ° C. and a back surface heater temperature of 60 ° C. Contact solvent removal: a metal roller (roller diameter φ40 mm) and a porous member (Ecolo sheet manufactured by Tosho Rubber Co., Ltd .; pore diameter φ40 mm, thickness 3. 0 mm) is contacted with a solvent removal roller (porous roller) coated with NIP time (pressurization time) of 10 msec. The evaluation results of this evaluation experiment are shown in FIGS. Evaluation methods and evaluation criteria for the respective evaluation items shown in FIGS. 4 to 7 are shown below.
<ローラ色材付着>
単位面積あたりのインク付与量10.0g/m2で描画したベタ画像を1000枚通紙して接触溶媒除去を行った後、溶媒除去ローラのローラ表面の光学濃度を光学濃度計Xrite938(エックスライト社製)を用いて測定し、色材付着量の評価を行った(使用前の光反射率を1にリファレンスして測定する。)。
<Roller color material adhesion>
After 1000 sheets of solid images drawn with an ink application amount of 10.0 g / m 2 per unit area were passed through and the contact solvent was removed, the optical density on the surface of the solvent removal roller was measured using an optical densitometer Xrite 938. The color material adhesion amount was evaluated (with reference to the light reflectance before use of 1).
◎:光学濃度0.04以下 (色材付着が全く発生せず、非常に好ましい)
○:光学濃度0.07以下 (色材付着が殆んど発生しない)
△:光学濃度0.07〜0.1 (色材付着が多少あるが、実用可能レベル)
×:光学濃度0.1〜 (色材付着が多く、ローラ耐久性が不足)
<ブロッキング>
単位面積あたりのインク付与量10.0g/m2で描画したベタ画像を印刷し、印刷直後に画像の上に無地の用紙を重ね、2枚のアクリル板で挟んで上から10kGの重石で押さえる。1時間放置後、アクリル板を取り除き、重ね合わせたサンプルを手で剥がしながら、色材移りや接着の程度を確認した。用紙はA4サイズであり、23℃50RHの環境下で行った。
A: Optical density of 0.04 or less (color material adhesion does not occur at all, which is very preferable)
○: Optical density 0.07 or less (color material adhesion hardly occurs)
Δ: Optical density 0.07 to 0.1 (There is some color material adhesion, but it is a practical level)
X: Optical density 0.1 (Color material adhesion is large, roller durability is insufficient)
<Blocking>
A solid image drawn with an ink application amount of 10.0 g / m 2 per unit area is printed, and a plain paper is layered on the image immediately after printing, and sandwiched between two acrylic plates and pressed with a 10 kG weight from above. . After leaving for 1 hour, the acrylic plate was removed, and the degree of color material transfer and adhesion was confirmed while peeling the stacked samples by hand. The paper was A4 size and was performed in an environment of 23 ° C. and 50 RH.
◎:色材移りや用紙の接着が全く発生しない
○:色材移りや用紙の接着が非常に軽微である
△:色材移りが発生するが印刷面の面状に変化無し
×:色材移りが発生して印刷面の面状が悪化、もしくは用紙が接着して剥がせない
<カール>
単位面積あたりのインク付与量10.0g/m2で描画したベタ部分において用紙を50mm×5mmに切り出し(紙の繊維の目に沿ったを短手方向とする)、23℃50RHの環境にて3時間放置した。その後の用紙の曲率R[m]を測定し、カール値をC=1/Rとして算出した。
A: Color material transfer and paper adhesion do not occur at all. ○: Color material transfer and paper adhesion are very slight. Occurs and the surface of the printed surface deteriorates, or the paper does not adhere and peel off <Curl>
In a solid part drawn with an ink application amount of 10.0 g / m 2 per unit area, the paper is cut into 50 mm × 5 mm (the short direction is along the eyes of the paper fibers) in an environment of 23 ° C. and 50 RH. Left for 3 hours. The curvature R [m] of the subsequent paper was measured, and the curl value was calculated as C = 1 / R.
◎:C<5 (カールが全く発生せず、非常に好ましい。)
○:C<10 (カールが殆ど発生せず、品質的に問題ない程度である)
△:10<C<30(カールがやや発生)
×:30<C (カール発生大)
<耐擦性>
インク付与量10.0g/m2で描画したベタ部分において、25℃50RHの環境下で、特菱アート紙を上から被せ、1.5kg/cm2の加重で20往復擦り、塗布サンプルの色材剥れ状態を目視評価した。
A: C <5 (curling does not occur at all, which is very preferable)
○: C <10 (curl is hardly generated and there is no problem in quality)
Δ: 10 <C <30 (curling slightly generated)
×: 30 <C (large curl generation)
<Abrasion resistance>
In a solid portion drawn with an ink application amount of 10.0 g / m 2 , a special diamond art paper is covered from above in an environment of 25 ° C. and 50 RH, and rubbed 20 times with a load of 1.5 kg / cm 2 , and the color of the coated sample The material peeling state was visually evaluated.
◎:擦った部分で全く色材剥れがわからない
○:擦った部分でほとんど色材剥れがわからず、見た目上問題ない
△:擦った部分で色材剥れが認識されるが、許容される範囲
×:アート紙表面の白地まで露出している部分があり、許容範囲外
図4は、インク乾燥工程や接触溶媒除去工程の実施の有無や順序を変えたときの評価結果である。図4において、「打滴→乾燥インターバル」とは、記録媒体上にインク液滴が打滴されてからインク層の加熱乾燥が行われるまでの時間(インク打滴/乾燥インターバル)を表す。また、「接触溶媒除去」は接触溶媒除去工程、「加熱乾燥」はインク乾燥工程を表しており、例えば、比較例4は、接触溶媒除去工程、インク乾燥工程の順序で行われ、また、実施例1は、インク乾燥工程、接触溶媒除去工程の順序で行われることを意味する。
◎: Color material peeling at the rubbed part is not known at all ○: Color material peeling is hardly seen at the rubbed part, and there is no problem in appearance △: Color material peeling is recognized at the rubbed part, but is allowed Range x: There is a portion exposed to the white background of the art paper surface, outside the allowable range. FIG. 4 shows the evaluation results when the presence or absence of the ink drying step and the contact solvent removal step and the order are changed. In FIG. 4, “droplet-to-dry interval” represents the time (ink droplet / dry interval) from when an ink droplet is deposited onto a recording medium until the ink layer is heated and dried. “Contact solvent removal” represents a contact solvent removal step, and “heat drying” represents an ink drying step. For example, Comparative Example 4 is performed in the order of the contact solvent removal step and the ink drying step. Example 1 means that the ink drying step and the contact solvent removal step are performed in this order.
比較例1は、インク乾燥工程及び接触溶媒除去工程のいずれも実施しない場合であり、ブロッキング及び用紙カールの発生が顕著であった。 Comparative Example 1 is a case where neither the ink drying process nor the contact solvent removing process is performed, and the occurrence of blocking and paper curling was remarkable.
比較例2は、インク乾燥工程のみを実施する場合であり、水分を蒸発させることで用紙カールの低減は可能だが、インク層に残留する高沸点溶媒の影響でブロッキングが発生する結果となった。 Comparative Example 2 is a case where only the ink drying process is performed, and paper curl can be reduced by evaporating moisture, but blocking is caused by the influence of the high boiling point solvent remaining in the ink layer.
比較例3は、インク乾燥工程を行わずに接触溶媒除去工程を実施する場合であり、溶媒除去ローラへの色材付着が悪化する結果となった。これは、インク層の溶媒含有率が高く、インク凝集体の構造が脆い状態で接触していることが原因と考えられる。また、比較例4は、接触溶媒除去工程、インク乾燥工程の順序で実施する場合であり、比較例3と同様な原因で溶媒除去ローラへの色材付着が発生する結果となった。 Comparative Example 3 was a case where the contact solvent removal step was performed without performing the ink drying step, and the result was that the color material adhesion to the solvent removal roller deteriorated. This is presumably because the ink layer has a high solvent content and the ink aggregate structure is in a fragile state. Comparative Example 4 is a case where the contact solvent removal step and the ink drying step are performed in this order, and the result is that coloring material adheres to the solvent removal roller for the same reason as in Comparative Example 3.
これに対して、実施例1は、インク乾燥工程、接触溶媒除去工程の順序で実施する場合であり、ローラ色材付着、ブロッキング、及び用紙カールの各評価項目に対して全て良好な結果を示すことが分かった。溶媒除去ローラへの色材付着が良好になる点に関しては、加熱乾燥によりインク層中の水分が蒸発して凝集が進んでいるためと考えられる。ブロッキングに関しては、インク層に残存する高沸点溶媒を吸収除去していることで、インク層のべたつきが解消しているためと考えられる。 On the other hand, Example 1 is a case where the ink drying step and the contact solvent removing step are performed in this order, and all the favorable results are shown for the evaluation items of roller coloring material adhesion, blocking, and paper curl. I understood that. The reason why the color material adheres well to the solvent removal roller is considered to be because the water in the ink layer is evaporated by heat drying and aggregation is progressing. Regarding blocking, it is considered that the stickiness of the ink layer is eliminated by absorbing and removing the high boiling point solvent remaining in the ink layer.
また、図4においては、インク打滴/乾燥インターバルを変化させたときの影響についても評価を行っている。 Further, in FIG. 4, the effect when the ink droplet ejection / drying interval is changed is also evaluated.
インク乾燥工程、溶媒除去工程の順序で実施する場合において、インク打滴/乾燥インターバルが1秒の場合には、用紙カールはほとんど発生しない(実施例1)。また、インク打滴/乾燥インターバルが10秒の場合には、用紙カールはやや発生するが許容される範囲である(実施例2)。これに対し、インク打滴/乾燥インターバルが60秒の場合には、用紙カールが大きく発生する結果となった(比較例5)。これは、乾燥を行うまでに用紙に浸透する水分量が増加しているためと考えられる。 In the case where the ink drying process and the solvent removal process are performed in this order, when the ink droplet ejection / drying interval is 1 second, paper curling hardly occurs (Example 1). Further, when the ink droplet ejection / drying interval is 10 seconds, the paper curl slightly occurs but is within an allowable range (Example 2). On the other hand, when the ink ejection / drying interval was 60 seconds, paper curling was greatly generated (Comparative Example 5). This is presumably because the amount of moisture penetrating into the paper increases before drying.
このように本発明によれば、記録媒体上にインク液滴が打滴された後、記録媒体上のインク層を加熱乾燥することにより、当該インク層の溶媒成分(主に水分)を蒸発させているので、記録媒体に浸透する水分量を低減することができ、記録媒体のカールを防止することができる。更に、記録媒体上のインク層の加熱乾燥を行った後、記録媒体上に残存する残留溶媒(特に高沸点溶媒)を溶媒除去ローラによって吸収除去することにより、高沸点溶媒に起因するインク層のべたつきの発生を抑えることができ、その結果、記録媒体のブロッキングを防止することができる。 As described above, according to the present invention, after ink droplets are deposited on a recording medium, the ink layer on the recording medium is heated and dried to evaporate the solvent component (mainly moisture) of the ink layer. Therefore, the amount of moisture penetrating into the recording medium can be reduced, and curling of the recording medium can be prevented. Further, after the ink layer on the recording medium is heated and dried, the residual solvent remaining on the recording medium (particularly, the high boiling point solvent) is absorbed and removed by a solvent removal roller, whereby the ink layer caused by the high boiling point solvent is removed. The occurrence of stickiness can be suppressed, and as a result, blocking of the recording medium can be prevented.
また、加熱乾燥によりインク層中の水分を蒸発させてインク色材の凝集が進んだ状態で、溶媒除去ローラによる残留溶媒の接触除去が行われるので、溶媒除去ローラに対する色材付着を防止することができる。このため、溶媒除去手段から記録媒体への色材の再付着による画像劣化を未然に防止することができる。 In addition, the residual solvent is contacted and removed by the solvent removal roller in a state where the water in the ink layer is evaporated by heat drying and the aggregation of the ink coloring material is advanced, so that the coloring material is prevented from adhering to the solvent removal roller. Can do. For this reason, it is possible to prevent image deterioration due to reattachment of the color material from the solvent removing means to the recording medium.
また、インク打滴・乾燥インターバルは10秒以内(より好ましくは1秒以内)が好ましく、記録媒体に浸透する水分量を抑えることができ、記録媒体のカール防止効果を高めることができる。 Further, the ink droplet ejection / drying interval is preferably within 10 seconds (more preferably within 1 second), the amount of moisture penetrating into the recording medium can be suppressed, and the curling prevention effect of the recording medium can be enhanced.
図5は、接触溶媒除去工程が行われた後のインク層の溶媒含有率を変えたときの評価結果である。ここでは、図4に示した実施例1、2と同様に、インク乾燥工程、接触溶媒除去工程の順序で行っており、溶媒除去ローラの接触時間を制御することにより、溶媒除去ローラによる残留溶媒の除去が行われた後のインク層の溶媒含有率を変化させた。なお、溶媒除去ローラの接触時間については、溶媒除去ローラの記録媒体に対するニップ圧力(ニップ面積)を制御することで制御可能である。また、インク層の溶媒含有率の測定に関しては、印刷後のインク層をナイフで掻き取り、高沸点溶媒を抽出してガスクロマトグラフィー法によって定量した。 FIG. 5 shows the evaluation results when the solvent content of the ink layer after the contact solvent removing step is changed. Here, as in the first and second embodiments shown in FIG. 4, the ink drying step and the contact solvent removal step are performed in this order, and the residual solvent by the solvent removal roller is controlled by controlling the contact time of the solvent removal roller. The solvent content of the ink layer after the removal of was changed. The contact time of the solvent removal roller can be controlled by controlling the nip pressure (nip area) of the solvent removal roller with respect to the recording medium. In addition, regarding the measurement of the solvent content of the ink layer, the ink layer after printing was scraped off with a knife, the high boiling point solvent was extracted, and quantified by gas chromatography.
図5において、実施例3は、溶媒除去後のインク層の溶媒含有率を80%にした場合であり、ブロッキングが多少発生するものの、図4に示した比較例2に比べてより好ましい結果を得られた。これは、除去された高沸点溶媒の総量としては決して多くないものの、インク層最表面の高沸点溶媒が減じることでべたつきが低減されているためであると考えられる。 In FIG. 5, Example 3 is a case where the solvent content of the ink layer after removal of the solvent is 80%. Although blocking occurs somewhat, a more preferable result is obtained as compared with Comparative Example 2 shown in FIG. Obtained. This is considered to be because, although the total amount of the high boiling point solvent removed is never large, the stickiness is reduced by reducing the high boiling point solvent on the outermost surface of the ink layer.
実施例4〜6は、接触除去後のインク層の溶媒含有率をそれぞれ50%、30%、17%にした場合である。このようにインク層の溶媒含有率を50%以下(より好ましくは30%以下、更に好ましくは20%以下)に低減させると、ブロッキングに関して好ましい結果を得ることができる。 Examples 4 to 6 are cases where the solvent content of the ink layer after contact removal was 50%, 30%, and 17%, respectively. Thus, when the solvent content of the ink layer is reduced to 50% or less (more preferably 30% or less, and still more preferably 20% or less), a favorable result regarding blocking can be obtained.
図6は、処理液乾燥工程の有無を変えたときの評価結果である。図6の実施例1は、図1の実施例1を再掲したものである。 FIG. 6 shows the evaluation results when the presence or absence of the treatment liquid drying step is changed. Example 1 in FIG. 6 is a reproduction of Example 1 in FIG.
図6において、実施例7は、処理液乾燥工程を行った場合であり、実施例1より更に好ましい結果を得ることができた。ここでは、処理液乾燥工程として、風温70度及び裏面ヒータ温度40℃にて1秒間の加熱乾燥を行った。 In FIG. 6, Example 7 is a case where the treatment liquid drying step was performed, and a more preferable result than Example 1 could be obtained. Here, as the treatment liquid drying step, heat drying was performed for 1 second at an air temperature of 70 ° C. and a back surface heater temperature of 40 ° C.
溶媒除去ローラへの色材付着に関しては、記録媒体上の処理液を加熱乾燥して処理液の溶媒成分(主に水分)を蒸発させておくことにより、その後のインク打滴工程において色材と記録媒体(基材)の密着性が強く得られるためと考えられる。また、用紙カールに関しては、処理液に含まれる水分が記録媒体に浸透する前に処理液を乾燥させることで、カールが更に良化するものと考えられる。 Regarding the color material adhering to the solvent removal roller, the processing liquid on the recording medium is heated and dried to evaporate the solvent component (mainly water) of the processing liquid. This is presumably because the adhesion of the recording medium (base material) is strong. Regarding paper curl, it is considered that curling is further improved by drying the treatment liquid before moisture contained in the treatment liquid penetrates into the recording medium.
図7は、接触溶媒除去工程や定着工程の有無を変えたときの評価結果である。なお、図7の実施例1は、図4の実施例1を再掲したものである。ここでは、定着工程として、熱圧ローラ(直径40mmの金属ローラに厚さ1mmのシリコンゴムで被覆したもの)をローラ温度80℃、圧力1.2MPaで加圧した。なお、定着工程では、インク中の樹脂エマルジョンを溶融させながら加圧することでインク層を被膜化させて耐擦性を持たせることが目的である。 FIG. 7 shows the evaluation results when the presence or absence of the contact solvent removal step and the fixing step is changed. Note that Example 1 in FIG. 7 is a reprint of Example 1 in FIG. Here, as a fixing process, a hot-pressing roller (a metal roller having a diameter of 40 mm and covered with silicon rubber having a thickness of 1 mm) was pressed at a roller temperature of 80 ° C. and a pressure of 1.2 MPa. In the fixing step, the purpose is to make the ink layer into a film by applying pressure while melting the resin emulsion in the ink so as to have abrasion resistance.
図7において、実施例1は、定着工程(熱圧定着)を行っていない場合であり、インク乾燥工程において、インク層はある程度の被膜化が行われるため一定の耐擦性は確保されていた。 In FIG. 7, Example 1 is a case where the fixing step (hot pressure fixing) is not performed, and in the ink drying step, the ink layer is formed to some extent, so that a certain rub resistance is ensured. .
実施例8は、インク乾燥工程、接触除去工程を順に行い、更に定着工程(熱圧定着)を行う場合であり、比較例6と比べて良好な耐擦性が得られた。これは、接触溶媒除去工程によってインク層中の高沸点溶媒が除去されているため、加熱ローラによる加熱加圧時にインク層がより強固に被膜化されたためと考えられる。また、印刷画質の観点からも、より光沢感のある良好な印刷物が得られた。 In Example 8, the ink drying step and the contact removal step were sequentially performed, and further the fixing step (hot-pressure fixing) was performed. Compared to Comparative Example 6, better abrasion resistance was obtained. This is presumably because the high-boiling point solvent in the ink layer was removed by the contact solvent removal step, and thus the ink layer was more firmly formed at the time of heating and pressurization by the heating roller. Also, from the viewpoint of print image quality, a good printed material with a more glossy feeling was obtained.
〔他の実施形態〕
図8は、本発明に係る画像形成装置の他の実施形態を示した概略構成図である。
[Other Embodiments]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
図8に示す画像形成装置(インクジェット記録装置)100は、インク及び処理液(凝集処理液)を用いて、記録媒体114上に画像形成を行う2液凝集方式が適用された記録装置である。この画像形成装置100は、主として、記録媒体114を供給する給紙部102と、記録媒体114に処理液を付与する処理液付与部104と、記録媒体114に色インクを打滴するインク打滴部(印字部)106と、記録媒体114上の溶媒成分(液体成分)を除去する溶媒除去部108と、記録媒体114上に形成された画像を定着させる定着部110と、画像が形成された記録媒体114を搬送して排出する排紙部112とを備えて構成される。
An image forming apparatus (inkjet recording apparatus) 100 shown in FIG. 8 is a recording apparatus to which a two-liquid aggregation method for forming an image on a
給紙部102には、記録媒体114を積載する給紙台120が設けられている。給紙台120の前方(図1において左側)にはフィーダボード122が接続されており、給紙台120に積載された記録媒体114は1番上から順に1枚ずつフィーダボード122に送り出される。フィーダボード122に送り出された記録媒体114は、渡し胴124aを介して処理液付与部104の圧胴(処理液ドラム)126aに受け渡される。
The
図示は省略するが、圧胴126aの表面(周面)には、記録媒体114の先端を保持する保持爪(グリッパ)と吸引口が形成されており、渡し胴124aから圧胴126aに受け渡された記録媒体114は、保持爪によって先端を保持されながら圧胴126aの表面に密着した状態(即ち、圧胴126a上に巻きつけられた状態)で圧胴126aの回転方向(図1において反時計回り方向)に搬送される。後述する他の圧胴126b〜126dについても同様な構成が適用される。
Although not shown, a holding claw (gripper) that holds the tip of the
処理液付与部104には、圧胴126aの回転方向(図8において反時計回り方向)の上流側から順に、圧胴126aの表面に対向する位置に、用紙予熱ユニット128、処理液吐出ヘッド130、及び処理液乾燥ユニット132がそれぞれ設けられている。
In the treatment
用紙予熱ユニット128及び処理液乾燥ユニット132には、それぞれ所定の範囲で温度や風量を制御可能な熱風乾燥機が設けられる。圧胴126aに保持された記録媒体114が、用紙予熱ユニット128や処理液乾燥ユニット132に対向する位置を通過する際、熱風乾燥機によって加熱された空気(熱風)が記録媒体114上の処理液に吹き付けられる構成となっている。
The
処理液吐出ヘッド130は、圧胴126aに保持される記録媒体114に対して処理液を打滴するものであり、後述するインク打滴部106の各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bと同一構成が適用される。
The treatment
本例では、記録媒体114の表面に対して処理液を付与する手段として、インクジェットヘッドを適用したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、塗布方式などの各種方式を適用することも可能である。
In this example, an inkjet head is applied as a means for applying the treatment liquid to the surface of the
本例で用いられる処理液は、後段のインク打滴部106に配置される各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bから記録媒体114に向かって吐出されるインクに含有される色材を凝集させる作用を有する酸性液である。
The treatment liquid used in this example is contained in the ink ejected toward the
処理液乾燥ユニット132には、所定の範囲で温度や風量を制御可能な熱風乾燥機が設けられており、圧胴126aに保持された記録媒体114が処理液乾燥ユニット132の熱風乾燥機に対向する位置を通過する際、熱風乾燥機によって加熱された空気(熱風)が記録媒体114上の処理液に吹き付けられる構成となっている。本例では、80℃の熱風によって処理液の乾燥が行われる。
The treatment liquid drying unit 132 is provided with a hot air dryer capable of controlling the temperature and the air volume within a predetermined range, and the
熱風乾燥機の温度や風量は、圧胴126aの回転方向上流側に配置される処理液吐出ヘッド130により記録媒体114上に付与された処理液を乾燥させて、記録媒体114の表面上に固体状又は半固溶状の凝集処理剤層(処理液が乾燥した薄膜層)が形成されるような値に設定される。
The temperature and air volume of the hot air dryer are adjusted so that the processing liquid applied on the
本例の如く、記録媒体114上に処理液が付与される前に、用紙予熱ユニット128によって記録媒体114を予備加熱する態様が好ましい。この場合、処理液の乾燥に要する加熱エネルギーを低く抑えることが可能となり、省エネルギー化を図ることができる。
As in this example, it is preferable that the
処理液付与部104に続いてインク打滴部106が設けられている。処理液付与部104の圧胴(処理液ドラム)126aとインク打滴部(描画ドラム)106の圧胴126bとの間には、これらに対接するようにして渡し胴124bが設けられている。これにより、処理液付与部104の圧胴126aに保持された記録媒体114は、処理液が付与されて処理液層(好ましくは固体状又は半固溶状の凝集処理剤層)が形成された後に、渡し胴124aを介してインク打滴部106の圧胴126bに受け渡される。
Following the treatment
インク打滴部106には、圧胴126bの回転方向(図8において反時計回り方向)の上流側から順に、圧胴126bの表面に対向する位置に、CMYKRGBの7色のインクにそれぞれ対応したインク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bが並んで設けられている。
The
各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bは、上述した処理液吐出ヘッド130と同様に、インクジェット方式の記録ヘッド(インクジェットヘッド)が適用される。即ち、各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bは、それぞれ対応する色インクの液滴を圧胴126bに保持された記録媒体114に向かって吐出する。
As each of the ink discharge heads 136C, 136M, 136Y, 136K, 136R, 136G, and 136B, an ink jet recording head (ink jet head) is applied in the same manner as the processing
インク貯蔵/装填部(不図示)は、各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bにそれぞれ供給するインクを各々貯蔵するインクタンクを含んで構成される。各インクタンクは所要の流路を介してそれぞれ対応するヘッドと連通されており、各インク吐出ヘッドに対してそれぞれ対応するインクを供給する。インク貯蔵/装填部は、タンク内の液体残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段)を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。 The ink storage / loading unit (not shown) includes an ink tank that stores ink supplied to each of the ink ejection heads 136C, 136M, 136Y, 136K, 136R, 136G, and 136B. Each ink tank communicates with a corresponding head through a required flow path, and supplies a corresponding ink to each ink discharge head. The ink storage / loading unit includes notifying means (display means, warning sound generating means) for notifying when the remaining amount of liquid in the tank is low, and has a mechanism for preventing erroneous loading between colors. ing.
インク貯蔵/装填部の各インクタンクから各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bにインクが供給され、画像信号に応じて各136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bから記録媒体114に対してそれぞれ対応する色インクが打滴される。
Ink is supplied from each ink tank of the ink storage / loading unit to each of the ink discharge heads 136C, 136M, 136Y, 136K, 136R, 136G, and 136B, and 136C, 136M, 136Y, 136K, 136R, and 136G according to the image signal. The corresponding color ink is ejected from 136B onto the
各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bは、それぞれ圧胴126bに保持される記録媒体114における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有し、そのインク吐出面には画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズル(図8中不図示、図9に符号161で図示)が複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bが圧胴126bの回転方向(記録媒体114の搬送方向)と直交する方向に延在するように固定設置される。
Each of the ink discharge heads 136C, 136M, 136Y, 136K, 136R, 136G, and 136B has a length corresponding to the maximum width of the image forming area in the
記録媒体114の画像形成領域の全幅をカバーするノズル列を有するフルラインヘッドがインク色毎に設けられる構成によれば、記録媒体114の搬送方向(副走査方向)について、記録媒体114と各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bを相対的に移動させる動作を1回行うだけで(即ち1回の副走査で)、記録媒体114の画像形成領域に1次画像を記録することができる。これにより、記録媒体114の搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に往復動作するシリアル(シャトル)型ヘッドが適用される場合に比べて高速印字が可能であり、プリント生産性を向上させることができる。
According to the configuration in which a full line head having a nozzle row covering the entire width of the image forming area of the
本例の画像形成装置100は、最大菊半サイズの記録媒体(記録用紙)までの記録が可能であり、圧胴(描画ドラム)126bとして、記録媒体幅720mmに対応した直径810mmのドラムが用いられる。インク打滴時のドラム回転周速度は、530mm/secである。また、各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bのインク吐出体積は2plであり、記録密度は主走査方向(記録媒体114の幅方向)及び副走査方向(記録媒体114の搬送方向)ともに1200dpiである。
The
また、本例では、CMYKRGBの7色の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。 In this example, the configuration of seven colors of CMYKRGB is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink, dark ink, and special color ink are added as necessary. May be. For example, it is possible to add a head for ejecting light ink such as light cyan and light magenta, and the arrangement order of the color heads is not particularly limited.
インク打滴部106に続いて溶媒除去部108が設けられている。インク打滴部106の圧胴(描画ドラム)126bと溶媒除去部108の圧胴(溶媒除去ドラム)126cとの間には、これらに対接するように渡し胴124cが設けられている。これにより、インク打滴部106の圧胴126bに保持された記録媒体114は、各色インクが付与された後に、渡し胴124cを介して溶媒除去部108の圧胴126cに受け渡される。
A
溶媒除去部108には、圧胴126cの回転方向(図8において反時計回り方向)の上流側から順に、圧胴126cの表面に対向する位置にインク乾燥ユニット138、溶媒除去ローラ140が並んで設けられている。
In the
インク乾燥ユニット138は、上述した用紙予熱ユニット128や処理液乾燥ユニット132と同様に、所定の範囲で温度や風量を制御可能な熱風乾燥機を含んで構成される。インク乾燥ユニット138の熱風乾燥機によって所定の温度(例えば70℃)に加熱された熱風を記録媒体114の表面に吹き付けることにより、記録媒体114上のインク層の溶媒成分(主に水分)を蒸発させる。これにより、記録媒体114に浸透する水分量を抑えることができ、記録媒体114のカールを防止することができる。
The
溶媒除去ローラ140は、図1に示した接触溶媒除去部22の溶媒除去ローラと同一構成が適用される。即ち、溶媒除去ローラ140は、表面が多孔質体で構成されたローラ状部材であり、記録媒体114上のインク層に溶媒除去ローラ140を接触させることによって、記録媒体114上に残存する残留溶媒(主に高沸点溶媒)を除去する。これにより、高沸点溶媒に起因するインク層(即ち、インク画像)のべたつきを抑え、記録媒体114のブロッキングを防止することができる。また、溶媒除去ローラ140による残留溶媒(主に高沸点溶媒)の除去が行われる前に、記録媒体114上のインク層の溶媒成分(主に水分)を蒸発させておくことによって、処理液との反応によって形成されるインク凝集体(色材凝集体)の凝集力が向上し、溶媒除去ローラ140への色材付着を防止することができる。
The same configuration as the solvent removal roller of the contact
溶媒除去部108に続いて定着部110が設けられている。溶媒除去部108の圧胴(溶媒除去ドラム)126cと定着部110の圧胴(定着ドラム)126dとの間には、これらに対接するように渡し胴124dが設けられている。これにより、溶媒除去部108の圧胴126cに保持された記録媒体114は、各色インクが付与された後に、渡し胴124dを介して定着部110の圧胴126dに受け渡される。
A fixing
定着部110には、圧胴126dの回転方向(図8において反時計回り方向)の上流側から順に、圧胴126cの表面に対向する位置に、インク打滴部106による印字結果を読み取る印字検出部144、加熱ローラ148a、148bがそれぞれ設けられている。
In the fixing
印字検出部144は、インク打滴部106の印字結果(各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bの打滴結果)を撮像するためのイメージセンサ(ラインセンサ等)を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
The
加熱ローラ148a、148bは、所定の範囲(例えば100℃〜180℃)で温度制御可能なローラであり、加熱ローラ148と圧胴126dとの間に挟みこまれた記録媒体114を加熱加圧しながら、記録媒体114上に形成された画像を定着させる。
The
本例では、加熱ローラ148a、148bの加熱温度は110℃、圧胴126dの表面温度は60℃に設定される。また、加熱ローラ148a、148bのニップ圧力は1MPaである。加熱ローラ148a、148bの加熱温度は、処理液又はインクに含有されるポリマー微粒子のガラス転移点温度などに応じて設定することが好ましい。
In this example, the heating temperature of the
定着部110に続いて排紙部112が設けられている。排紙部112には、画像が定着された記録媒体114を受ける排紙胴150と、該記録媒体114を積載する排紙台152と、排紙胴150に設けられたスプロケットと排紙台152の上方に設けられたスプロケットとの間に掛け渡され、複数の排紙用グリッパを備えた排紙用チェーン154とが設けられている。
Subsequent to the fixing
次に、インク打滴部106に配置されるインク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bの構造について詳説する。なお、インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号160によってインク吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」と称することもある。)を示すものとする。
Next, the structure of the ink ejection heads 136C, 136M, 136Y, 136K, 136R, 136G, and 136B arranged in the ink
図9(a)はヘッド160の構造例を示す平面透視図であり、図9(b)はその一部の拡大図であり、図9(c)はヘッド160の他の構造例を示す平面透視図である。また、図10はインク室ユニットの立体的構成を示す断面図(図9(a)、(b)中のX−X線に沿う断面図)である。
9A is a perspective plan view showing an example of the structure of the
記録媒体114上に形成されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド160におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド160は、図9(a)、(b)に示すように、インク滴の吐出孔であるノズル161と、各ノズル161に対応する圧力室162等からなる複数のインク室ユニット163を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(記録媒体搬送方向と直交する主走査方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
In order to increase the dot pitch formed on the
記録媒体114の搬送方向と略直交する方向に記録媒体114の全幅に対応する長さにわたり1列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図9(a)の構成に代えて、図9(c)に示すように、複数のノズル161が2次元に配列された短尺のヘッドブロック160’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録媒体114の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。また、図示は省略するが、短尺のヘッドを一列に並べてラインヘッドを構成してもよい。
The form in which one or more nozzle rows are configured over a length corresponding to the entire width of the
各ノズル161に対応して設けられている圧力室162は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル161と供給口164が設けられている。各圧力室162は供給口164を介して共通流路165と連通されている。共通流路165はインク供給源たるインク供給タンク(不図示)と連通しており、該インク供給タンクから供給されるインクは共通流路165を介して各圧力室162に分配供給される。
The
圧力室162の天面を構成し共通電極と兼用される振動板166には個別電極167を備えた圧電素子168が接合されており、個別電極167に駆動電圧を印加することによって圧電素子168が変形してノズル161からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路165から供給口164を通って新しいインクが圧力室162に供給される。
A
本例では、ヘッド160に設けられたノズル161から吐出させるインクの吐出力発生手段として圧電素子168を適用したが、圧力室162内にヒータを備え、ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させるサーマル方式を適用することも可能である。
In this example, the
かかる構造を有するインク室ユニット163を図9(b)に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
As shown in FIG. 9B, the
即ち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット163を一定のピッチdで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチPはd× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル161が一定のピッチPで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が1インチ当たり2400個(2400ノズル/インチ)におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
That is, with the structure in which a plurality of
なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されず、副走査方向に1列のノズル列を有する配置構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。 In the implementation of the present invention, the nozzle arrangement structure is not limited to the illustrated example, and various nozzle arrangement structures such as an arrangement structure having one nozzle row in the sub-scanning direction can be applied.
また、本発明の適用範囲はライン型ヘッドによる印字方式に限定されず、記録媒体114の幅方向(主走査方向)の長さに満たない短尺のヘッドを記録媒体114の幅方向に走査させて当該幅方向の印字を行い、1回の幅方向の印字が終わると記録媒体114の幅方向と直交する方向(副走査方向)に所定量だけ移動させて、次の印字領域の記録媒体114の幅方向の印字を行い、この動作を繰り返して記録媒体114の印字領域の全面にわたって印字を行うシリアル方式を適用してもよい。
Further, the application range of the present invention is not limited to a printing method using a line-type head, and a short head that is less than the length in the width direction (main scanning direction) of the
図11は、画像形成装置100のシステム構成を示す要部ブロック図である。画像形成装置100は、通信インターフェース170、システムコントローラ172、メモリ174、モータドライバ176、ヒータドライバ178、プリント制御部180、画像バッファメモリ182、ヘッドドライバ184等を備えている。
FIG. 11 is a principal block diagram showing the system configuration of the
通信インターフェース170は、ホストコンピュータ186から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース170にはUSB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、イーサネット(登録商標)、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。ホストコンピュータ186から送出された画像データは通信インターフェース170を介して画像形成装置100に取り込まれ、一旦メモリ174に記憶される。
The
メモリ174は、通信インターフェース170を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ172を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ174は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
The
システムコントローラ172は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従って画像形成装置100の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ172は、通信インターフェース170、メモリ174、モータドライバ176、ヒータドライバ178等の各部を制御し、ホストコンピュータ186との間の通信制御、メモリ174の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ188やヒータ189を制御する制御信号を生成する。
The
メモリ174には、システムコントローラ172のCPUが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。なお、メモリ174は、書換不能な記憶手段であってもよいし、EEPROMのような書換可能な記憶手段であってもよい。メモリ174は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域としても利用される。
The
プログラム格納部190には各種制御プログラムが格納されており、システムコントローラ172の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、実行される。プログラム格納部190はROMやEEPROMなどの半導体メモリを用いてもよいし、磁気ディスクなどを用いてもよい。外部インターフェースを備え、メモリカードやPCカードを用いてもよい。もちろん、これらの記録媒体のうち、複数の記録媒体を備えてもよい。なお、プログラム格納部190は動作パラメータ等の記録手段(不図示)と兼用してもよい。
Various control programs are stored in the
モータドライバ176は、システムコントローラ172からの指示にしたがってモータ188を駆動するドライバである。図11には、装置内の各部に配置されるモータ(アクチュエータ)を代表して符号188で図示されている。例えば、図11に示すモータ188には、図8の圧胴126a〜126dや渡し胴124a〜124d、排紙胴150を駆動するモータなどが含まれている。
The
ヒータドライバ178は、システムコントローラ172からの指示にしたがって、ヒータ189を駆動するドライバである。図11には、画像形成装置100に備えられる複数のヒータを代表して符号189で図示されている。例えば、図11に示すヒータ189には、図8に示す用紙予熱ユニット128、処理液乾燥ユニット132、インク乾燥ユニット138の熱風乾燥機に内蔵されるヒータなどが含まれている。
The
溶媒除去制御部179は、システムコントローラ172からの指示にしたがって、溶媒除去ローラ140のニップ圧(加圧力)やニップ時間(加圧時間)などを制御する。記録媒体114の種類やインクの種類ごとに、溶媒除去ローラ140の最適なニップ圧、ニップ時間などが予め求められ、データテーブル化されて所定のメモリ(例えば、メモリ174)に記憶され、記録媒体114の情報や使用インクの情報を取得すると、当該メモリを参照して溶媒除去ローラ140のニップ圧、ニップ時間などが制御される。
The solvent
プリント制御部180は、システムコントローラ172の制御に従い、メモリ174内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ(ドットデータ)をヘッドドライバ184に供給する制御部である。プリント制御部180において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいて、ヘッドドライバ184を介してヘッド192の吐出液滴量(打滴量)や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。なお、図11には、画像形成装置100に備えられる複数のヘッド(インクジェットヘッド)を代表して符号192で図示されている。例えば、図8に示すヘッド192には、図8の処理液吐出ヘッド130、インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bが含まれている。
The
また、プリント制御部180には画像バッファメモリ182が備えられており、プリント制御部180における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ182に一時的に格納される。また、プリント制御部180とシステムコントローラ172とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
The
ヘッドドライバ184は、プリント制御部180から与えられる画像データに基づいてヘッド192の圧電素子168に印加される駆動信号を生成するとともに、該駆動信号を圧電素子168に印加して圧電素子168を駆動する駆動回路を含んで構成される。なお、図11に示すヘッドドライバ184には、ヘッド192の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
The
印字検出部144は、図8で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録媒体114に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況(吐出の有無、打滴のばらつきなど)を検出し、その検出結果をプリント制御部180に提供する。プリント制御部180は、必要に応じて印字検出部144から得られる情報に基づいてヘッド192に対する各種補正を行う。
As described with reference to FIG. 8, the
次に、本実施形態の画像形成装置100の作用について説明する。
Next, the operation of the
まず、給紙部102の給紙台120からフィーダボード122に記録媒体114が送り出されると、その記録媒体114は、渡し胴124aを介して、処理液付与部104の圧胴126aに保持され、用紙予熱ユニット128によって予備加熱され、処理液吐出ヘッド130によって処理液が打滴される。続いて、処理液乾燥ユニット132による加熱乾燥が行われ、記録媒体114上に形成された処理液層の溶媒成分(主に水分)が蒸発する。このとき、記録媒体114上には固体状又は半固溶状の凝集処理剤層が形成されるように加熱乾燥が行われることが好ましく、色材移動による画像劣化を防止することができる。
First, when the
記録媒体114上に処理液層(好ましくは固体状又は半固溶状の凝集処理剤層)が形成された後、処理液付与部104の圧胴126aに保持された記録媒体114は、渡し胴124bを介して、インク打滴部106の圧胴126bに受け渡される。そして、圧胴126bに保持された記録媒体114には、入力画像データに応じて、各インク吐出ヘッド136C、136M、136Y、136K、136R、136G、136Bからそれぞれ対応する色インクが打滴される。これにより、記録媒体114上には、インク層(インクと処理液の混合液からなる液体層)が形成される。
After the treatment liquid layer (preferably a solid or semi-solid aggregation treatment agent layer) is formed on the
記録媒体114上にインク層が形成された後、インク打滴部106の圧胴126bに保持された記録媒体114は、渡し胴124cを介して、溶媒除去部108の圧胴126cに受け渡される。そして、圧胴126cに保持された記録媒体114がインク乾燥ユニット138に対向する位置を通過する際、インク乾燥ユニット138による加熱乾燥によって記録媒体114上のインク層の溶媒成分(主に水分)が蒸発する。更に、記録媒体114上に残存する残留溶媒(特に高沸点溶媒)は溶媒除去ローラ140によって吸収除去される。これにより、記録媒体114に浸透する水分量を抑えることができるのでカールの発生を抑制することができるとともに、記録媒体114上から高沸点溶媒が除去されるので記録媒体114のブロッキングも防止することができる。
After the ink layer is formed on the
こうして記録媒体114上のインク層から溶媒成分が除去された後、圧胴126cに保持された記録媒体114は、渡し胴124dを介して、定着部110の圧胴126dに受け渡される。そして、圧胴126dに保持された記録媒体114は、印字検出部144によってインク打滴部106の印字結果が読み取られた後、加熱ローラ148a、148bによる加熱加圧によって記録媒体114上に形成された画像の定着が行われる。
After the solvent component is removed from the ink layer on the
画像が定着された記録媒体114は、圧胴126dから排紙胴150に受け渡され、排紙用チェーン154によって排紙台152の上方に搬送され、排紙台152上に積載される。
The
以上、本発明の画像形成方法及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。 The image forming method and the image forming apparatus of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications are made without departing from the gist of the present invention. Of course it is also good.
12…記録媒体、14…処理液付与部、16…処理液乾燥部、18…インク打滴部、20…インク乾燥部、22…接触溶媒除去部、56…溶媒除去ローラ、100…画像形成装置、102…給紙部、104…処理液付与部、106…インク打滴部、108…溶媒除去部、110…定着部、112…排紙部、114…記録媒体、130…処理液吐出ヘッド、132…処理液乾燥ユニット、136…インク吐出ヘッド、138…インク乾燥ユニット、140…溶媒除去ローラ、160…ヘッド、161…ノズル、162…圧力室、168…圧電素子、179…溶媒除去制御部、180…プリント制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記記録媒体上に前記処理液を付与する処理液付与工程と、
前記処理液が付与された前記記録媒体上に前記インクを打滴するインク打滴工程と、
前記インク打滴工程によって前記記録媒体上に形成されたインク層を加熱乾燥するインク乾燥工程と、
前記インク乾燥工程が行われた後、前記記録媒体上に残存する残留溶媒に溶媒除去手段を接触させて当該残留溶媒を除去する溶媒除去工程と、
を含むことを特徴とする画像形成方法。 An image forming method for forming an image on a recording medium using an ink containing a color material and a treatment liquid containing a component that aggregates the color material,
A treatment liquid application step of applying the treatment liquid onto the recording medium;
An ink droplet ejection step of ejecting the ink onto the recording medium to which the treatment liquid has been applied;
An ink drying step of heating and drying the ink layer formed on the recording medium by the ink droplet ejection step;
A solvent removal step of removing the residual solvent by bringing a solvent removal means into contact with the residual solvent remaining on the recording medium after the ink drying step;
An image forming method comprising:
前記記録媒体上に前記処理液を付与する処理液付与手段と、
前記処理液が付与された前記記録媒体上に前記インクを打滴するインク打滴手段と、
前記インク打滴手段によって前記記録媒体上に形成されたインク層を加熱乾燥するインク乾燥手段と、
前記インク乾燥手段による前記インク層の加熱乾燥が行われた後、前記記録媒体上に残存する残留溶媒に接触して当該残留溶媒を除去する溶媒除去手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus that forms an image on a recording medium using an ink containing a color material and a treatment liquid containing a component that aggregates the color material,
Treatment liquid application means for applying the treatment liquid on the recording medium;
Ink droplet ejection means for ejecting the ink onto the recording medium to which the treatment liquid has been applied;
An ink drying means for heating and drying an ink layer formed on the recording medium by the ink droplet ejection means;
A solvent removing means for removing the residual solvent by contacting the residual solvent remaining on the recording medium after the ink layer is heated and dried by the ink drying means;
An image forming apparatus comprising:
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